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JPH0633514B2 - Composite plated metal material having excellent paint adhesion and corrosion resistance, and method for producing the same - Google Patents
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JPH0633514B2 - Composite plated metal material having excellent paint adhesion and corrosion resistance, and method for producing the same - Google Patents

Composite plated metal material having excellent paint adhesion and corrosion resistance, and method for producing the same

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JPH0633514B2
JPH0633514B2 JP61273525A JP27352586A JPH0633514B2 JP H0633514 B2 JPH0633514 B2 JP H0633514B2 JP 61273525 A JP61273525 A JP 61273525A JP 27352586 A JP27352586 A JP 27352586A JP H0633514 B2 JPH0633514 B2 JP H0633514B2
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soluble organic
plating
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宏造 北澤
行永 横田
善生 畑山
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は新規な電気めっき皮膜を有する複合めっき金属
材及びその製造方法に係る。
The present invention relates to a composite plated metal material having a novel electroplating film and a method for producing the same.

更に詳しくは、塗料密着性、裸耐蝕性、塗装後耐蝕性、
溶接性、プレス加工性等の諸特性にすぐれた新規な有機
高分子複合電気めっき皮膜を有する塗料密着性、耐蝕性
にすぐれた複合めっき金属材及びその製造方法に関す
る。
More specifically, paint adhesion, bare corrosion resistance, post-paint corrosion resistance,
The present invention relates to a composite plated metal material having a novel organic polymer composite electroplated film having excellent properties such as weldability and press workability and having excellent adhesiveness and corrosion resistance, and a method for producing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、金属表面、特に鋼板表面に美観および耐蝕性を付
与するため亜鉛や亜鉛合金めっきが広く行われている。
なかでも最近自動車用鋼板は融雪塩散布によって自動車
の使用環境が厳しい状況下にあるため防錆対策からこの
亜鉛系めっきが施される割合が急増している。これらの
めっき金属材は、耐蝕性の増加および装飾性付与等の目
的から、めっきの上に塗装して使用されることが多い。
ところが亜鉛および亜鉛合金めっき等の金属めっき表面
は一般に塗料密着性が悪いため塗装に先立って塗装下地
処理が施されるのが普通である。その方法は各種検討さ
れ実用化されており、代表例としてはリン酸塩処理法や
クロム酸溶液によるクロメート処理法などの化学的な処
理(化成処理)と、サンドブラスト、グリッドブラスト
等により表面に凹凸を付与する物理的処理等とがある。
これらの方法はいずれも有効接着表面積の増加やアンカ
ー効果を主に期待するものでいわゆる表面形態のコント
ロール技術である。
2. Description of the Related Art Conventionally, zinc or zinc alloy plating has been widely performed to impart aesthetics and corrosion resistance to a metal surface, particularly a steel sheet surface.
Among them, recently, the steel sheet for automobiles is in a severe environment in which automobiles are used due to the spraying of snow-melting salt, and therefore, the proportion of zinc-based plating applied is rapidly increasing in order to prevent rust. These plated metal materials are often used by being coated on the plating for the purpose of increasing corrosion resistance and imparting decorativeness.
However, the surface of metal plating such as zinc and zinc alloy plating generally has poor paint adhesion, so that it is common to apply a coating pretreatment prior to coating. Various methods have been studied and put to practical use. As a typical example, chemical treatment (chemical conversion treatment) such as a phosphate treatment method or a chromate treatment method with a chromic acid solution, and sand blasting, grid blasting, etc. There is a physical process etc. for giving.
All of these methods are mainly expected to increase the effective adhesive surface area and anchor effect, and are so-called surface morphology control techniques.

また一方では塗装下地処理を必要としないめっき皮膜も
検討されている。例えばめっき浴中に水不溶性樹脂を分
散して共析させる分散めっき方法(米国特許第3434942
号および同第3461044号)があり、この方法は樹脂複合
により皮膜の塗料との親和性の増加を期待したものであ
る。
On the other hand, a plating film that does not require a coating base treatment is also being studied. For example, a dispersion plating method in which a water-insoluble resin is dispersed and co-deposited in a plating bath (US Pat. No. 3,434,942).
And No. 3461044), and this method is expected to increase the affinity of the coating with the paint by the resin composite.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかるにリン酸塩処理やクロメート処理などの化成処理
は工程管理・公害防止上の点から問題が多い。即ちリン
酸塩処理は、亜鉛系めっき金属材の塗装下地処理として
は最も多く使用されているが、工程の長さ(6〜9ステ
ップ)や浴管理の煩雑さばかりではなく、大量に発生す
るスラッジや廃液処理などの点で制約・問題が多い。一
方クロメート処理はクロムの毒性および排水処理に難点
をもつばかりでなく、塗料密着性が必ずしも良好でない
という本質的欠点を有している。
However, chemical conversion treatments such as phosphate treatment and chromate treatment have many problems in terms of process control and pollution prevention. That is, the phosphate treatment is most often used as a coating base treatment for a zinc-based plated metal material, but a large amount occurs not only in the length of the process (6 to 9 steps) and the bath management complexity. There are many restrictions and problems in terms of sludge and waste liquid treatment. On the other hand, the chromate treatment not only has a problem of chromium toxicity and wastewater treatment, but also has an essential drawback that the paint adhesion is not always good.

またこのような化学的処理によって被覆した無機酸化物
層は高度なプレス加工に耐えないという欠点を有してい
る。
Further, the inorganic oxide layer coated by such a chemical treatment has a drawback that it cannot withstand high-level pressing.

サンドブラスト等による物理的処理はアンカー効果を充
分に発揮するまでの微細かつ複雑な凹凸を広範囲にわた
って付与することが困難である。
It is difficult for the physical treatment by sandblasting or the like to give fine and complicated unevenness over a wide range until the anchor effect is sufficiently exerted.

水不溶性樹脂の分散めっき法は注目すべき技術である
が、樹脂粒子の均一分散安定化が難しく、スケールアッ
プが極めて困難、即ち大面積の鋼帯に均質なめっきを施
すのが難しい点や、塗料密着性が必ずしも充分でない、
プレス加工性が悪いなど物性の点でも問題が多い。
Dispersion plating method of water-insoluble resin is a technology to be noticed, but it is difficult to uniformly disperse and stabilize resin particles, and it is extremely difficult to scale up, that is, it is difficult to perform uniform plating on a large area steel strip, Paint adhesion is not always sufficient,
There are many problems in terms of physical properties such as poor press workability.

上述の如く、現行技術ではめっき性能、塗装下地処理技
術とも不完全でありながら、工業的ニーズとしては、特
に自動車ボディーに使用される防錆鋼板には、近年耐久
年数の増加から高度な塗料密着性や防錆性に優れた防錆
鋼板が強く求められている。
As mentioned above, the current technology is incomplete in plating performance and coating surface treatment technology, but as an industrial need, especially for anticorrosion steel sheets used for automobile bodies, high paint adhesion due to the recent increase in durability. There is a strong demand for rust-preventing steel sheets with excellent corrosion resistance and rust-preventing properties.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は従来の電気めっき皮膜特に亜鉛系めっき皮膜、
更には塗装下地処理のもっている欠点を鑑み、塗装下地
処理を施さなくとも充分塗料密着性に優れ、かつ耐蝕
性、溶接性、プレス加工性にすぐれた多機能めっき皮膜
の完成を意図したものである。即ち、本発明は従来の合
金元素の調整とか、化成処理およびブラスト処理などの
塗装前処理の改良といった従来の発想から離れて、めっ
き表面の理想的化学特性および理想的表面形態(表面の
凹凸、結晶粒子径およびその形)を鋭意検討した結果、
ある特定の化学構造を有した水溶性有機高分子を用いて
結晶粒子径およびその形態をコントロールし、かつこれ
らの水溶性有機高分子をめっきマトリックス中に複合す
れば上記目的を極めて容易に達成できることを見い出
し、ここに完成をみたものである。
The present invention is a conventional electroplating film, especially a zinc-based plating film,
Furthermore, in view of the drawbacks of coating undercoating, it is intended to complete a multi-functional plating film with excellent paint adhesion, corrosion resistance, weldability, and press workability without applying coating undercoating. is there. That is, the present invention separates from conventional ideas such as conventional adjustment of alloying elements and improvement of coating pretreatment such as chemical conversion treatment and blast treatment, and ideal chemical properties and ideal surface morphology of the plated surface (surface irregularity, As a result of diligent examination of the crystal grain size and its shape,
The above object can be achieved very easily by controlling the crystal particle size and its morphology using a water-soluble organic polymer having a specific chemical structure, and by compounding these water-soluble organic polymers in the plating matrix. I found it and saw the completion here.

即ち、本発明は、めっき皮膜中に、重量平均分子量が10
00〜100万のヒドロキシスチレン系重合体またはこれら
の誘導体からなる水溶性有機高分子の1種以上をめっき
全重量に対し0.05〜30重量%含有する電気めっき皮膜を
金属材表面に有することを特徴とする塗料密着性、耐蝕
性にすぐれた複合めっき金属材及びその製造方法に係わ
るものである。
That is, the present invention has a weight average molecular weight of 10 in the plating film.
Characterized by having an electroplating film containing 0.05 to 30% by weight, based on the total weight of plating, of one or more water-soluble organic polymers consisting of 100,000 to 100,000 hydroxystyrene-based polymers or their derivatives on the metal surface The present invention relates to a composite plated metal material having excellent paint adhesion and corrosion resistance, and a method for producing the same.

その特徴とする点は 1) 水溶性有機高分子の基本骨格(芳香族、水酸基)、
極性基の種類(スルホン基など)、分子量(1000〜100
万)等の作用およびめっき浴への添加量とめっき条件と
を選択することによって、めっき結晶粒子径および形態
コントロール(微細化および凹凸化)を行い接着有効面
積の増加を計り塗装下地表面に好適な表面としたこと。
The features are 1) Basic skeleton of water-soluble organic polymer (aromatic, hydroxyl group),
Type of polar group (such as sulfone group), molecular weight (1000-100
10,000) and the like, and the amount of addition to the plating bath and the plating conditions are selected to control the plating crystal particle size and morphology (miniaturization and unevenness) and increase the effective bonding area, which is suitable for the surface of the coating base. That it has a smooth surface.

2) 1)に記載の特定の有機高分子の適量と金属とを、分
子レベルで複合化(モレキュラーコポジット)させ、め
っき表面の形態の効果に加えて更にめっき表面と塗料と
の親和性、反応性(結合性)を高め、また複合した有機
高分子の作用によって防錆性、溶接性を高めた点であ
る。
2) A suitable amount of the specific organic polymer described in 1) and a metal are compounded at the molecular level (molecular coposit), and in addition to the effect of the morphology of the plating surface, the affinity between the plating surface and the coating material, It is the point that the reactivity (bondability) is enhanced and the rust prevention and weldability are enhanced by the action of the composite organic polymer.

本発明は特に次の一般式(A) (式中;m≧0,n≧3でそれぞれ一般式(A)の有機高
分子の重量平均分子量が100万になるまでの任意の数、 ;0≦k≦2, ;0≦p≦2, ;ただしk+p+m>0, ;R1〜R3はHまたは炭素数1〜5のアルキル基、 ;Xは重合性のビニル系単量体、 ;Y,Zは同種または異種であり、かつ から選ばれるものであって、〔式中 :MはH,アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはア
ミン類などの有機カチオン、 ;Y1,Y4はハロゲン ;Y2-〜Y3-はハロゲイオン、有機酸アニオン、無機酸ア
ニオンなどの対イオン ;WはSまたは0 ;R4〜R6は同種または異種であって、直鎖または分岐
鎖アルキル基あるいはヒドロキシアルキル基等のアルキ
ル基誘導体または芳香族基、またはR4とR5はN基とで
環を形成していてもかまわない。さらにR6はHをとり
得る。
The present invention is particularly represented by the following general formula (A) (In the formula; m ≧ 0, n ≧ 3, any number until the weight average molecular weight of the organic polymer of the general formula (A) reaches 1,000,000, 0 ≦ k ≦ 2, 0 ≦ p ≦ 2 , Where k + p + m> 0, R 1 to R 3 are H or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a polymerizable vinyl-based monomer, Y and Z are the same or different, and Be those selected from, wherein: M is H, an organic cation such as an alkali metal, alkaline earth metal or an amine,,; Y 1, Y 4 is halogen; Y 2- ~Y 3- is Harogeion A counter ion such as an organic acid anion or an inorganic acid anion; W is S or 0; R 4 to R 6 are the same or different and are alkyl group derivatives such as straight chain or branched chain alkyl groups or hydroxyalkyl groups or aromatics. The group or R 4 and R 5 may form a ring with the N group. Further, R 6 can be H.

;R7〜R13は同種または異種であって、直鎖または分
岐鎖アルキル基、あるいはヒドロキシアルキル基等のア
ルキル誘導体基、芳香族基、またはH ;q,s,t,uは0または1 ;rは0,1または2を示す〕) で表される水溶性有機高分子を用いれば特にすぐれた塗
料密着性、耐蝕性等にすぐれる複合めっき金属材が得ら
れることを見い出したものである。
R 7 to R 13 are the same or different and are a linear or branched alkyl group, or an alkyl derivative group such as a hydroxyalkyl group, an aromatic group, or H; q, s, t, and u are 0 or 1 And r is 0, 1 or 2]), it has been found that a composite plated metal material having excellent paint adhesion and corrosion resistance can be obtained by using a water-soluble organic polymer represented by is there.

上記一般式(A)において、m,n,k,pはそれぞれ整
数とは規定せず、ある一定の範囲の任意の数(実数)で
ある。重合体を構成する単量体について考えるならば、
k,pは当然整数であり、構成単位のブロックごとに考
えるならば、mは整数であり、そして分子ごとに考える
ならば、nは整数である。しかしながら重合体はその本
質において、混合物であり、そして重合体の性質はその
混合物の性質としてとらえる方が、その個々の構成単位
を問題にするよりも正しい。従って、本発明において、
式(A)は平均組成として表示してある。
In the general formula (A), m, n, k, and p are not defined as integers, but are arbitrary numbers (real numbers) within a certain fixed range. If you think about the monomers that make up the polymer,
Naturally, k and p are integers, m is an integer when considering each block of the constitutional unit, and n is an integer when considering each numerator. However, the polymer is, by its very nature, a mixture, and it is more correct to regard the properties of the polymer as the properties of the mixture than to question its individual building blocks. Therefore, in the present invention,
Formula (A) is expressed as an average composition.

上記一般式(A)で表されるヒドロキシスチレン系有機高
分子は、一般式(A)においてYまたはZで表されるよう
な置換基を有するかあるいは有しないところの、ヒドロ
キシスチレン、イソプロペニルフェノール(ヒドロキシ
−α−メチルスチレン)あるいはヒドロキシ−α−エチ
ルスチレン等の単独重合体、これら同志の共重合体ある
いはこれらのヒドロキシスチレン系単量体と他の重合性
のビニル系単量体(X)との共重合体であり得る。重合単
位のヒドロキシスチレンあるいはイソプロペニルフェノ
ールなどはオルソ体、メタ体、パラ体あるいはこれらの
混合物であってもよいが、パラ体あるいはメタ体が好ま
しい。
The hydroxystyrene-based organic polymer represented by the general formula (A) is a hydroxystyrene or isopropenylphenol which may or may not have a substituent represented by Y or Z in the general formula (A). (Hydroxy-α-methylstyrene) or hydroxy-α-ethylstyrene homopolymers, their copolymers or their hydroxystyrene-based monomers and other polymerizable vinyl-based monomers (X) Can be a copolymer of The polymerized unit such as hydroxystyrene or isopropenylphenol may be an ortho body, a meta body, a para body or a mixture thereof, but a para body or a meta body is preferable.

また共重合体である場合の他のビニル系単量体の例とし
ては、無水マレイン酸、マレイン酸、アクリル酸、メチ
ルメタアクリレート、メタクリル酸、グリシジルメタク
リレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、イタコン
酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリル
ギンエチルフォスフェート、アクリルアミド、2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アクリル
ニトリル、マレイミド、ビニルピリジン、アクリル酸エ
ステル、メタクリル酸エステル、フマル酸エステルある
いは各種有機酸のビニルエステルなどが挙げられる。ま
たこの場合におけるヒドロキシスチレン単位あるいはイ
ソプロペニルフェノール単位などのヒドロキシスチレン
系単位と他のビニル系単量体との割合はモル比で1/10
〜20/1までが適当である。またヒドロキシスチレン系
単位の置換基−SO3Mまたは−CH2−SO3MにおけるMのア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属としてはLi,Na,
K,Mg,Ca,Sr,Ba等が適当である。スルホン基の導入
は発煙硫酸または無水硫酸などをスルホン化剤として用
いる通常のスルホン化法により達成できる。またヒドロ
キシスチレン系単位の置換基 におけるR4〜R6は同種または異種であって、炭素数1
〜36の直鎖または分岐鎖アルキル基、あるいはヒドロキ
シアルキル基、アミノアルキル基、ホスホアルキル基、
メルカプトアルキル基等のアルキル誘導体基、または炭
素数1〜16の直鎖、分岐鎖アルキル基で置換されたベン
ジル基等の芳香族基等の中から選択されるもので、前記
化合物(A)が水溶性でなくなるまでの炭素鎖を有するも
のである。またR4とR5は環を形成していてもかまわな
い。従って好ましくは、直鎖または分岐鎖アルキル基、
ヒドロキシアルキル基、あるいは炭素数1〜5の直鎖ま
たは分岐鎖アルキル基で置換された芳香族基が挙げられ
る。上記第3級アミノ基の導入は、例えばジアルキルア
ミンとホルムアルデヒドとを用いるマンニッヒ反応によ
り容易に が得られる。
Examples of other vinyl monomers in the case of a copolymer include maleic anhydride, maleic acid, acrylic acid, methyl methacrylate, methacrylic acid, glycidyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, itaconic acid, allyl sulfonic acid. , Styrene sulfonic acid, acryl gine ethyl phosphate, acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, acrylonitrile, maleimide, vinyl pyridine, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, fumaric acid ester or vinyl ester of various organic acids. And so on. In this case, the ratio of the hydroxystyrene unit such as hydroxystyrene unit or isopropenylphenol unit to the other vinyl monomer is 1/10 in molar ratio.
Up to 20/1 is appropriate. Further, as the alkali metal or alkaline earth metal of M in the substituent —SO 3 M or —CH 2 —SO 3 M of the hydroxystyrene unit, Li, Na,
K, Mg, Ca, Sr, Ba, etc. are suitable. The introduction of the sulfone group can be achieved by an ordinary sulfonation method using fuming sulfuric acid or sulfuric anhydride as a sulfonating agent. Substituent of hydroxystyrene unit R 4 to R 6 are the same or different and have 1 carbon atom.
~ 36 linear or branched alkyl group, or a hydroxyalkyl group, an aminoalkyl group, a phosphoalkyl group,
An alkyl derivative group such as a mercaptoalkyl group, or a straight chain having 1 to 16 carbon atoms, which is selected from aromatic groups such as a benzyl group substituted with a branched chain alkyl group, wherein the compound (A) is It has a carbon chain until it is no longer water-soluble. R 4 and R 5 may form a ring. Therefore, preferably, a linear or branched alkyl group,
Examples thereof include a hydroxyalkyl group or an aromatic group substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The introduction of the tertiary amino group can be easily carried out by, for example, the Mannich reaction using a dialkylamine and formaldehyde. Is obtained.

また水溶性を向上させるためにはアミン部分を中和する
有機または無機酸が使用される。この目的に有用な酸は
酢酸、クエン酸、シュウ酸、アスコルビン酸、フェニル
ホスホン酸、クロルメチルホスホン酸、モノ,ジ,およ
びトリクロル酢酸、トリフルオロ酢酸、硫酸、リン酸、
塩酸、ホウ酸、硝酸、沸化水素酸、ヘキサフルオロケイ
酸、ヘキサフルオロチタン酸、ヘキサフルオロジルコニ
ウム酸が挙げられる。これらを単独あるいは混合して用
いてもよい。
Further, in order to improve the water solubility, an organic or inorganic acid that neutralizes the amine moiety is used. Acids useful for this purpose include acetic acid, citric acid, oxalic acid, ascorbic acid, phenylphosphonic acid, chloromethylphosphonic acid, mono-, di- and trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, sulfuric acid, phosphoric acid,
Examples thereof include hydrochloric acid, boric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, hexafluorosilicic acid, hexafluorotitanic acid, and hexafluorozirconic acid. You may use these individually or in mixture.

第4級アンモニウム塩基の導入は、例えば上記第3級ア
ミノ化物に対するハロゲン化アルキルによるメンシュト
キン反応により容易に が得られる。
The introduction of the quaternary ammonium base can be easily carried out, for example, by the Menschutkin reaction of the above-mentioned tertiary amino compound with an alkyl halide. Is obtained.

またヒドロキシスチレン系単位の置換基 におけるR7〜R13は同種または異種であって、H又は
炭素数1〜36の直鎖または分岐鎖アルキル基あるいはヒ
ドロキシアルキル基、アミノアルキル基、メルカプトア
ルキル基、ホスホアルキル基等のアルキル基誘導体基、
または炭素数1〜16の直鎖または分岐鎖アルキル基で置
換されたフェニル基の芳香族基等の中から選択されるも
のであって、前記化合物(A)が水溶性でなくなるまでの
炭素鎖長さを有するものである。従って好ましくは炭素
数1〜8の直鎖または分岐鎖アルキル基、ヒドロキシア
ルキル基、あるいは炭素数1〜5の直鎖または分岐鎖ア
ルキル基で置換された芳香族基が挙げられる。式(D)で
表されるヒドロキシスチレン系重合体は例えば特開昭53
−47489 号公報に示されているように、ヒドロキシスチ
レン系重合体をまずハロゲン化またはハロメチル化し、
それに3価のリン化合物を反応(アルブゾフ反応)さ
せ、ついでそれを熱転位させることによって得られる。
式(C)で表されるものは、例えば特開昭53−71190 号公
報に開示されているように、ヒドロキシスチレン系重合
体をメチロール化した後にリン酸またはリン酸エステル
基導入体と反応させることとによって得られる。また置
換基に で表されるホスホニウム基を含むヒドロキシスチレン系
重合体の製造は例えば特開昭61−34444 号公報に示され
ているように、ハロゲン化水素とホルムアルデヒドとを
作用させて、ハロゲノメチル化(例えば−CH2Cl化)を
行い、次いで3価の亜リン酸エステル類を作用すれば容
易に得られる。更にまた、本発明で用いるヒドロキシス
チレン系重合体は任意の方法で製造されたものであり得
て、その来歴は問わない。例えば、パラヒドロキシスチ
レン系単独重合体であるポリパラヒドロキシスチレンは
パラヒドロキシスチレンをカチオン重合、ラジカル重
合、有機酸による重合、あるいは熱重合することによっ
て容易に調整される。有機酸による重合では重量平均分
子量数万〜数十万の重合体が得られ、熱重合では数千〜
数万の重合体が得られ、またパラアセトキシスチレンの
ラジカル重合の後加水分解することにより数十万〜200
万程度のポリパラヒドロキシスチレンが得られる。
Substituent of hydroxystyrene unit R 7 to R 13 are the same or different and are H or a linear or branched alkyl group having 1 to 36 carbon atoms or an alkyl group derivative such as a hydroxyalkyl group, an aminoalkyl group, a mercaptoalkyl group or a phosphoalkyl group. Base,
Or a carbon chain until the compound (A) is no longer water-soluble, which is selected from aromatic groups such as a phenyl group substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms It has a length. Therefore, preferred is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, or an aromatic group substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. The hydroxystyrene-based polymer represented by the formula (D) is disclosed in, for example, JP-A-53
-47489, the hydroxystyrene-based polymer is first halogenated or halomethylated,
It is obtained by reacting it with a trivalent phosphorus compound (Arbuzov reaction), and then subjecting it to thermal rearrangement.
The compound represented by the formula (C) is, for example, as disclosed in JP-A-53-71190, reacted with phosphoric acid or a phosphoric acid ester group-introduced product after methylation of a hydroxystyrene polymer. It is obtained by Also as a substituent For example, as shown in JP-A-61-34444, a hydroxystyrene-based polymer containing a phosphonium group represented by the formula: CH 2 Cl conversion) is carried out, and then trivalent phosphite ester is allowed to act to easily obtain. Furthermore, the hydroxystyrene polymer used in the present invention may be produced by any method, and its history is not limited. For example, polyparahydroxystyrene, which is a parahydroxystyrene homopolymer, is easily prepared by cationic polymerization, radical polymerization, polymerization with an organic acid, or thermal polymerization of parahydroxystyrene. Polymerization with organic acids gives polymers with a weight average molecular weight of tens of thousands to hundreds of thousands, and thermal polymerization of thousands of
Tens of thousands of polymers can be obtained, and by radical polymerization of paraacetoxystyrene followed by hydrolysis, hundreds of thousands to 200
About 10,000 polyparahydroxystyrene can be obtained.

本発明に用いることのできる水溶性有機高分子はその重
量平均分子量が1000〜100万の範囲に、好ましくは1000
〜50万の範囲に、最も好ましくは2000〜10万の範囲に限
定される。この理由は有機高分子の分子量が本発明の効
果に影響を与え、分子量が1000未満の低分子体では大き
な塗料密着効果が得られにくく、反面分子量が100万を
越えると有機高分子ではめっき浴への溶解性が悪くな
り、めっき浴への添加濃度に限界が生じて問題となると
同時に本発明の効果も得られにくくなるからである。以
上めっき浴への溶解性、塗料密着性などの機能発現の容
易さを考慮すると重量平均分子量が2000〜10万の範囲が
最も好ましい。
The water-soluble organic polymer that can be used in the present invention has a weight average molecular weight in the range of 100 to 100,000, preferably 1,000.
To 500,000, most preferably 200,000 to 100,000. The reason for this is that the molecular weight of the organic polymer affects the effect of the present invention, and it is difficult to obtain a large paint adhesion effect with a low molecular weight substance having a molecular weight of less than 1000. On the other hand, when the molecular weight exceeds 1 million, the plating bath is used with an organic polymer. This is because the solubility in the solution becomes poor and the concentration added to the plating bath becomes limited, which becomes a problem and at the same time the effect of the present invention is difficult to be obtained. Considering the easiness of exhibiting functions such as solubility in a plating bath and adhesion of a paint, the weight average molecular weight is most preferably in the range of 200,000 to 100,000.

スルホン基、リン酸基等の極性基(水酸基、芳香環は含
まない)は有機高分子のめっき浴への溶解性を与える
点、およびめっき結晶粒径の微細化、表面の凹凸化に特
に重要であり、その好ましい極性基密度の範囲は、分子
量500単位当たり平均0.1〜5個の間に、更に好ましくは
1〜3個の間にある。極性基密度が0.1未満だとめっき
浴への溶解性が悪くて問題となり、5個を越えると得ら
れるめっき皮膜の耐蝕性が低下して問題となるからであ
る。極性基としてはスルホン基、リン含有基、またはア
ミン基が好ましい。これらの極性基をもつものが優れた
塗料耐水密着性を示すためである。水酸基および芳香環
の存在は特に重要で、塗料密着性向上、塗装後耐蝕性向
上の点から本発明の電気めっき浴用の有機高分子には必
須な構成成分であり、かつバルキーな方が好ましいので
一分子中に存在する数が重要である。分子量500単位中
に含まれる水酸基の数は多いほどよく、芳香環の数は2
個以上好ましい。水酸基は芳香環に直接置換基としてつ
いていた方が、その効果がよく発揮されるので好まし
い。上記の水溶性有機高分子の分子量、構成単位、極性
基の種類と密度、主鎖の種類等の因子は本発明の複合め
っき金属材にとって本質的役割を果たす重要な因子であ
る。
Polar groups such as sulfone groups and phosphoric acid groups (not containing hydroxyl groups and aromatic rings) are particularly important for the solubility of organic polymers in the plating bath, and for the miniaturization of plating crystal grain size and surface irregularities. The preferable range of the polar group density is between 0.1 and 5 on average per 500 units of molecular weight, and more preferably between 1 and 3. This is because if the polar group density is less than 0.1, the solubility in the plating bath will be poor, and if it exceeds 5, the corrosion resistance of the plating film obtained will deteriorate, causing a problem. The polar group is preferably a sulfone group, a phosphorus-containing group, or an amine group. This is because those having these polar groups show excellent water-resistant adhesiveness of the paint. The presence of hydroxyl groups and aromatic rings is particularly important, since it is an essential constituent component of the organic polymer for the electroplating bath of the present invention from the viewpoint of improving coating adhesion and corrosion resistance after coating, and it is preferable that it is bulky. The number present in one molecule is important. The greater the number of hydroxyl groups contained in a unit of molecular weight 500, the better, and the number of aromatic rings is 2.
More than one is preferable. It is preferable that the hydroxyl group is directly attached to the aromatic ring as a substituent because the effect is well exhibited. Factors such as the molecular weight of the water-soluble organic polymer, the constitutional unit, the type and density of the polar group, the type of the main chain, etc. are important factors that play an essential role in the composite plated metal material of the present invention.

本発明の添加剤を配合するベースの電気めっき浴として
は、一般公知のあるいは新規のめっき浴を用いることが
できるが、酸性浴が好ましい浴として使用できる。特に
亜鉛めっき浴としては、亜鉛イオンを10〜600g/含
む公知の亜鉛めっき浴、例えば(1)硫酸亜鉛を用いる硫
酸塩浴、塩化亜鉛を用いる塩化物浴、ホウフッ化物浴あ
るいはこれらの混合浴を含む一般公知の酸性浴、(2)塩
化亜鉛をアンモニアにて中和して建浴した中性浴、(3)
ピロリン酸亜鉛を用いるピロリン酸亜鉛浴、亜鉛、水酸
化ナトリウムよりなるジンケート浴、(4)シアン化亜鉛
めっき浴など一般の公知の亜鉛めっき浴が挙げられる
が、このうち(1)のものが好ましい。
As a base electroplating bath to which the additive of the present invention is added, a publicly known or new plating bath can be used, and an acidic bath can be used as a preferable bath. In particular, as the galvanizing bath, a known galvanizing bath containing 10 to 600 g / zinc ion, for example, (1) a sulfate bath using zinc sulfate, a chloride bath using zinc chloride, a borofluoride bath or a mixed bath thereof is used. Commonly known acidic bath including, (2) neutral bath prepared by neutralizing zinc chloride with ammonia, (3)
Zinc pyrophosphate bath using zinc pyrophosphate, zinc, zincate bath consisting of sodium hydroxide, (4) general publicly known galvanizing bath such as zinc cyanide plating bath, among which (1) is preferable .

また本発明の添加剤を配合するベースの亜鉛合金めっき
浴としては、上記の亜鉛めっき浴(1)〜(4)の浴に更に合
金元素として考えられる鉄、ニッケル、クロム、コバル
トマンガン、銅、錫、鉛、マグネシウム、アルミニウム
などの元素の1種以上をそれぞれの塩化物、硫酸化物、
フッ化物、シアン化物、酸化物、有機酸塩、リン酸塩あ
るいは金属単体等の中から選択してそれぞれ1〜600g
/添加した亜鉛合金めっき浴を用いることができる。
このうち(1)の浴を基本に建浴されたものが好ましい。
Further, as a zinc alloy plating bath of the base containing the additive of the present invention, iron, nickel, chromium, cobalt manganese, copper, which is considered as an alloying element in the above zinc plating baths (1) to (4), One or more of the elements such as tin, lead, magnesium, aluminum, etc., each chloride, sulfate,
1 to 600g each selected from fluoride, cyanide, oxide, organic acid salt, phosphate or simple metal
/ Added zinc alloy plating bath can be used.
Of these, the bath constructed based on the bath (1) is preferable.

めっき浴への有機高分子の添加量は0.1〜200g/の範
囲が使用でき、好ましくは1〜100g/、最も好まし
くは2〜50g/の範囲が良い。その理由は0.1g/
未満の添加量ではめっき結晶粒子径およびめっき表面の
凹凸化の達成が不充分で、しかもめっき皮膜の化学的特
性(例えば塗料に対する1次および2次密着性(結合
性))の改善も充分に達成されない。一方200g/を
超えるとめっき皮膜がもろくなってプレス加工時の問題
を生ずるからである。塗料の1次密着性、2次(耐水)
密着性更には裸および塗装後耐蝕性、加工性までを含め
たバランスのとれた機能を実現するには1〜100g/
の添加量が好ましく、最も好ましくは2〜50g/の範
囲にあり、この条件では広いめっき条件で上記機能の実
現ができる。
The amount of the organic polymer added to the plating bath may be in the range of 0.1 to 200 g /, preferably 1 to 100 g /, and most preferably 2 to 50 g /. The reason is 0.1 g /
If the addition amount is less than the above, the achievement of the plating crystal particle size and the unevenness of the plating surface are insufficient, and the chemical properties of the plating film (for example, the primary and secondary adhesion (bondability) to the coating) are also sufficiently improved. Not achieved. On the other hand, when the amount exceeds 200 g /, the plating film becomes brittle and causes problems during press working. Primary adhesion of paint, secondary (water resistance)
1 to 100 g / in order to achieve a well-balanced function including adhesion, corrosion resistance after painting, and workability
Is preferable, and most preferably in the range of 2 to 50 g /, and under these conditions, the above functions can be realized under a wide range of plating conditions.

本発明の添加剤はめっき浴として金属イオン、pH緩衝
剤、pH調整剤の必要量含んだ最も単純なめっき浴に上述
した特定の水溶性有機高分子の1種または以上を添加配
合すればそれで充分目的が達成できる点に大きな特徴が
あり、本質的にその他のめっき浴助剤の添加を必要とし
ない。それどころか防錆剤とか光沢剤、ピット防止剤、
ミスト防止剤、消泡剤などの助剤(有機化合物)を添加
する場合、これら多くの有機化合物もしくは有機高分子
による助剤、例えば、α−ナフタレンスルホン酸、イソ
オクチルポリオキシエチレンエーテル、ゼラチン、クマ
リン、プロパギルアルコールなど従来一般に使われてい
る助剤は、本発明に使用するめっき皮膜の本質的機能を
著しく低下させる危険があるので、使用に際してはその
配合量などに厳しい注意が必要である。しかし、本発明
では本質的機能−塗料密着性、耐蝕性など−を阻害しな
い範囲で他の添加剤を併用しても差し支えない。
The additive of the present invention can be prepared by adding one or more of the above-mentioned specific water-soluble organic polymers to the simplest plating bath containing necessary amounts of metal ions, pH buffers and pH adjusters as a plating bath. It has a great feature in that the purpose can be sufficiently achieved, and essentially does not require addition of another plating bath auxiliary agent. On the contrary, rust preventives, brighteners, pit preventives,
In the case of adding an auxiliary agent (organic compound) such as a mist preventive agent or an antifoaming agent, an auxiliary agent based on these many organic compounds or organic polymers, for example, α-naphthalenesulfonic acid, isooctyl polyoxyethylene ether, gelatin, Auxiliaries that have been conventionally used such as coumarin and propargyl alcohol have a risk of significantly deteriorating the essential function of the plating film used in the present invention. . However, in the present invention, other additives may be used in combination as long as they do not impair the essential functions such as paint adhesion and corrosion resistance.

本発明に使用されるめっき浴は浴調整後は有機高分子が
安定に溶解・分散しているため、分散均一化のための液
撹拌の必要はなく、スケールアップも容易に行うことが
できる。めっき浴のpHおよび金属イオン濃度によって
は、用いる水溶性有機高分子の溶解性が悪くなる場合が
あるので注意を要する。
Since the organic polymer is stably dissolved and dispersed in the plating bath used in the present invention after the bath adjustment, it is not necessary to stir the liquid for uniform dispersion, and the scale-up can be easily performed. Please note that the solubility of the water-soluble organic polymer used may deteriorate depending on the pH and metal ion concentration of the plating bath.

めっき条件は電流密度1〜800A/dm2、浴温1〜80℃の
範囲で製造できる。めっき浴のpHはpH1〜12の範囲で使
用できるが、酸性側の方が好ましい。電解電流としては
直流電流が好ましいが、パルス電流あるいは特殊波形電
流を用いることもできる。めっき浴の撹拌は高速めっき
を行う際は重要であり、鋼帯の高速連続めっきの場合に
は相対速度(板とめっき浴の)で90〜120m/min程度の
撹拌が望ましい。
The plating can be carried out at a current density of 1 to 800 A / dm 2 and a bath temperature of 1 to 80 ° C. The pH of the plating bath can be used in the range of pH 1 to 12, but it is preferably on the acidic side. A direct current is preferable as the electrolysis current, but a pulse current or a special waveform current can also be used. Agitation of the plating bath is important when performing high-speed plating, and in the case of high-speed continuous plating of steel strip, it is desirable that the relative speed (between plate and plating bath) is about 90 to 120 m / min.

本発明に使用される有機高分子複合めっき皮膜は、水溶
性有機高分子を用いているため、共析金属との複合化が
分子オーダーで起こる点に大きな特徴を有しており、マ
クロな分散・複合化しか達成し得ない従来の水不溶性粒
子を共析させる分散めっきと本発明とではこの点で大き
く相違するものである。
Since the organic polymer composite plating film used in the present invention uses a water-soluble organic polymer, it has a great feature that the complexation with the eutectoid metal occurs on the molecular order, and the macroscopic dispersion This is a major difference between the conventional dispersion plating in which water-insoluble particles can be co-deposited, which can achieve only complex formation, and the present invention.

また、めっき皮膜中の水溶性有機高分子の含有量はめっ
き皮膜全重量に対して0.05〜30wt%の範囲が使用でき、
好ましくは0.2〜15wt%の範囲がよい。有機高分子の共
析量が少ないとZn単位めっきに近づくため、塗料密着効
果や防錆効果が現れにくく、反面多すぎるとめっき皮膜
がもろくなるためプレス加工性が低下して問題となる。
塗料密着性、耐蝕性、プレス加工性の各機能のバランス
を考慮すると有機高分子の共析量の好ましい範囲は0.2
〜15wt%にあり、最も好ましい有機高分子の共析量は0.
5〜5wt%の範囲に存在する。
Further, the content of the water-soluble organic polymer in the plating film can be used in the range of 0.05 to 30 wt% with respect to the total weight of the plating film,
The range of 0.2 to 15 wt% is preferable. When the co-deposition amount of the organic polymer is small, it approaches the Zn unit plating, so that the paint adhesion effect and the rust preventive effect are hard to appear. On the other hand, when the amount is too large, the plating film becomes brittle and the press workability deteriorates, which becomes a problem.
Considering the balance of each function of paint adhesion, corrosion resistance, and press workability, the preferable range of the amount of organic polymer eutectoid is 0.2.
~ 15wt%, the most preferable organic polymer eutectoid amount is 0.
It exists in the range of 5 to 5 wt%.

水溶性有機高分子の共析量は、高分子濃度、電流密度、
撹拌および有機高分子の電荷によって主に変化する。高
濃度、高電流密度、強い撹拌によって共析量が増加す
る。また、分子骨格がほぼ同一のものであれば、共析量
はカチオン性高分子>両性高分子>アニオン性高分子の
順である。従ってめっき時においては、有機高分子のめ
っき皮膜中への共析量は上記各因子を選択することによ
ってコントロールするわけであるがこのコントロールは
かなり容易に達成できる。
The co-deposition amount of the water-soluble organic polymer depends on the polymer concentration, current density,
It is mainly changed by stirring and the charge of the organic polymer. The amount of eutectoid increases with high concentration, high current density, and strong stirring. If the molecular skeletons are almost the same, the amount of eutectoid is in the order of cationic polymer> amphoteric polymer> anionic polymer. Therefore, during plating, the eutectoid amount of the organic polymer in the plating film is controlled by selecting each of the above factors, but this control can be achieved quite easily.

本発明では水溶性有機高分子の作用によってめっき結晶
粒子径およびその形態をコントロールして、主に塗料密
着性や耐蝕性の向上を計ることを目的としている。これ
は結晶粒子の微細化(平滑化を意味するものではない)
による接着有効表面積の増加と表面の凹凸化を促進して
アンカー効果の発現とを期待するものである。従って、
ここでは以下の2つの方向がある。1つは結晶粒径をよ
り微細化して接着有効表面積を増やす方向である。他の
1つは結晶は粗大でもよいから特定の方位面の結晶成長
を抑制して、例えばリン片状の結晶形態にしてそれが3
次元的に複雑に絡み合っためっき皮膜にして、アンカー
効果が発現しやすい表面形態を形成する方向である。も
ちろんこの2つの方向を組み合せたものがあってもよ
い。これらの中で、結晶が粗大でも複雑な表面形状にし
てアンカー効果を期待するものは塗料の1次密着性の点
ではよいが、2次(耐水)密着性および耐蝕性の点では
結晶粒径を微細化したものに比べると悪い場合が多い。
この原因はめっき皮膜が緻密でないことに起因している
と考えられる。
The purpose of the present invention is to control the plating crystal particle size and its morphology by the action of the water-soluble organic polymer to mainly improve the coating adhesion and the corrosion resistance. This is the miniaturization of crystal grains (it does not mean smoothing).
It is expected that the increase of the effective bonding surface area and the surface irregularity are promoted and the anchor effect is exhibited. Therefore,
There are two directions here: One is the direction of increasing the effective bonding surface area by making the crystal grain size finer. The other one is that the crystal may be coarse, so that it suppresses the crystal growth in a specific orientation plane to form, for example, a flaky crystal form.
This is a direction to form a surface morphology in which the anchor effect is likely to be expressed by forming a plating film that is entangled in a complicated manner. Of course, there may be a combination of these two directions. Among these, those which have a complicated surface shape and are expected to have an anchoring effect even if the crystals are coarse are good in terms of the primary adhesion of the coating, but in terms of the secondary (water resistant) adhesion and corrosion resistance, the crystal grain size It is often worse than the miniaturized one.
It is considered that this is because the plating film is not dense.

本発明のめっき皮膜の結晶の大きさは10μ〜50Åの範
囲のものがよい。ただしここで言う結晶粒子径とは、粒
子のx,y,およびz軸の長さのうち長い方のもの2つ
の平均値で表したものである。結晶粒径と塗料密着性と
の関係は結晶粒子径が10〜2μ近辺のめっき皮膜ではア
ンカー効果が期待できる複雑な表面形態でないと優れた
塗料密着性を示さない傾向にある。3次元的に複雑なめ
っき表面形状でなくとも、結晶粒子径が2μ以下になる
と塗料密着効果が発現し始め、5000Å以下で顕著となり
1000〜50Åの範囲で最も優れた塗料密着性が得られる。
接着有効表面積の増加の効果が5000Å以下特に1000Å以
下で顕著に作用するためと考えられる。
The crystal size of the plating film of the present invention is preferably in the range of 10 μ to 50 Å. However, the crystal grain diameter referred to here is the average value of the longer one of the x, y, and z axis lengths of the grain. The relationship between the crystal grain size and the paint adhesion tends to show excellent paint adhesion unless the plating film having a crystal particle size of about 10 to 2 μ has a complicated surface morphology in which an anchor effect can be expected. Even if the plating surface shape is not three-dimensionally complicated, when the crystal particle size is 2μ or less, the paint adhesion effect begins to appear, and it becomes remarkable at 5000Å or less.
The best paint adhesion is obtained in the range of 1000 to 50Å.
It is considered that the effect of increasing the effective bonding surface area is remarkable when it is 5000 Å or less, particularly 1000 Å or less.

しかしながら、いずれにせよこの結晶粒子径の微細化お
よび、めっき表面の複雑化(アンカー効果)による物理
的効果では塗料の1次密着性には極めて有効であるもの
の、2次(耐水)密着性までは必ずしも保証されない。
湿潤環境下では塗膜下で発生するアルカリによってめっ
き皮膜の溶解、塗膜中の化学結合の切断がおこるためで
ある。したがって、2次密着性、耐蝕性までの機能を保
証するには、めっき皮膜を耐アルカリ性にするとか、め
っき皮膜の化学的特性を改良する必要がある。水溶性有
機高分子をめっきマトリックス中にモレキュラーコンポ
ジットするのはこの点からも重要であり、本発明の特定
の水溶性有機高分子の複合によりアルカリ溶解性の少な
いめっき表面にすることが実現できる。
However, in any case, although the crystal grain size is made finer and the physical effect due to the complicated plating surface (anchor effect) is extremely effective for the primary adhesion of the paint, even the secondary (water resistant) adhesion is achieved. Is not always guaranteed.
This is because in a wet environment, the alkali generated under the coating film dissolves the plating film and breaks the chemical bonds in the coating film. Therefore, in order to guarantee the functions up to the secondary adhesion and corrosion resistance, it is necessary to make the plating film alkali resistant or to improve the chemical characteristics of the plating film. It is important from this point as well to form a molecular composite of a water-soluble organic polymer in a plating matrix, and a composite surface of a specific water-soluble organic polymer of the present invention can realize a plating surface having a low alkali solubility.

本発明の結晶粒子径・結晶形状および水溶性有機高分子
の複合の両者の効果をミックスして得られた複合めっき
皮膜は塗料密着性、裸耐蝕性、塗装後耐蝕性、溶接性、
プレス加工性に優れている。特に本発明の有機高分子を
複合しためっき皮膜は、塗料との親和性にとんでいる。
このために、塗装の際に従来必須工程として行われてい
たリン酸塩処理やクロメート処理などの化成処理かブラ
スト処理などの塗装下地処理を全く必要とせず、この点
に本発明のめっき金属材は大きな特徴を有している。更
に本発明のめっき皮膜は塗装下地処理を施さなくても、
施したもの以上の高い塗料密着性および塗装後耐蝕性を
有している。
The composite plating film obtained by mixing the effects of both the crystal particle size / crystal shape and the composite of the water-soluble organic polymer of the present invention is paint adhesion, bare corrosion resistance, post-coating corrosion resistance, weldability,
Excellent press workability. In particular, the plating film in which the organic polymer of the present invention is composite has excellent affinity with paints.
For this reason, there is no need for chemical conversion treatment such as phosphate treatment or chromate treatment or coating base treatment such as blast treatment, which has been conventionally performed as an essential step at the time of coating. Has great features. Further, the plating film of the present invention,
It has higher paint adhesion and corrosion resistance after painting than the applied one.

本発明において、対象となる被めっき金属材には特に制
限はない。例えば鋼板、銅、真鍮、アルミニウムなどの
金属材料が使用できる。
In the present invention, the target metal material to be plated is not particularly limited. For example, a metal material such as steel plate, copper, brass, and aluminum can be used.

本発明に使用される複合めっき浴は、金属材の耐蝕性、
美観を一段と向上させるため、得られるめっき皮膜上に
直接塗料を塗布することを前提として考えているので、
塗料に対する密着機能は有機高分子複合めっきに求めら
れる本質的機能である。
The composite plating bath used in the present invention has corrosion resistance of metal materials,
In order to further improve the aesthetics, we are thinking of directly applying the paint on the obtained plating film, so
The adhesion function to paint is an essential function required for organic polymer composite plating.

本発明の実施に当たっては、下層に上記一般式(A)の有
機高分子を含まないめっき皮膜層を有し、かつ上層に上
記一般式(A)の有機高分子を含む複合めっき皮膜を有す
る多層めっき金属材とすることも出来る。
In the practice of the present invention, a multilayer having a plating film layer containing no organic polymer of the general formula (A) in the lower layer, and a composite plating film containing the organic polymer of the general formula (A) in the upper layer. It can also be a plated metal material.

かかる多層めっき金属材は、従来行われている、事実上
有機高分子を含まない、電気めっきおよび溶融めっき皮
膜とのハイブリッド化を考慮したものである。即ち本発
明の多層めっき金属材は従来の電気めっきおよび溶融め
っき皮膜を下層とし、その特性を生かしたまま、その上
層に塗料密着性にすぐれた有機高分子複合めっきを施し
て従来のめっき皮膜のもつ欠点(塗料密着力不足)をカ
バーしようとするものである。
Such a multilayer-plated metal material is in consideration of the hybridization with the electroplating and the hot dip coating, which are conventionally performed and practically contain no organic polymer. That is, the multi-layer plated metal material of the present invention has the conventional electroplating and hot dip coating as the lower layer, and the organic polymer composite plating excellent in paint adhesion is applied to the upper layer while keeping the characteristics of the conventional electroplating and hot dip coating. This is intended to cover the drawbacks (insufficient paint adhesion).

下層となる和めっき金属材には特に制限はなく、電気め
っきでは、亜鉛および亜鉛合金めっき、スズめっき、ニ
ッケルめっき、クロムめっき、鉛および鉛合金めっき、
あるいは無機粒子または水不溶性樹脂を複合した複合め
っき金属材などが挙げられる。溶融めっきでは亜鉛およ
び亜鉛合金めっき、アルミニウムめっき金属材などが挙
げられる。上層となる有機高分子複合めっき層の厚さは
0.1μもあれば充分その特徴を発揮するが、より厚くて
もよい。
There is no particular limitation on the underlying unplated metal material, and for electroplating, zinc and zinc alloy plating, tin plating, nickel plating, chrome plating, lead and lead alloy plating,
Alternatively, a composite plated metal material in which inorganic particles or a water-insoluble resin is composited may be used. Examples of hot-dip galvanizing include zinc and zinc alloy plating, and aluminum-plated metal materials. The thickness of the upper organic polymer composite plating layer is
If the thickness is 0.1 μ, the characteristics are sufficiently exhibited, but the thickness may be thicker.

本発明の多層めっき金属材およびその製造方法はめっき
工程の最終セルを有機高分子複合めっき浴に切り換えれ
ば容易に生産可能であり、後続のリン酸塩処理やクロメ
ート処理などの塗装下地処理ラインは不要となる。
The multi-layer plated metal material and the manufacturing method thereof of the present invention can be easily produced by switching the final cell of the plating process to the organic polymer composite plating bath, and the subsequent coating base treatment line such as phosphate treatment or chromate treatment. Is unnecessary.

ところで、水溶性の有機化合物を電気めっきに使用する
ことは古くから行われている。これは比較的低分子量の
界面活性剤をめっき浴助剤として極く少量(0.001〜0.0
5%)添加する用い方で、主に装飾性の向上(光沢剤)
をねらいとししたものである。その他の目的としてはミ
スト防止剤、不純物除去剤(錯形成剤)、消泡剤、不溶
性懸濁剤、不純物の凝集沈澱剤、あるいは分散めっき法
においては、共析粒子の分散剤として用いられている。
従って、上記の場合、用いた助剤の水溶性有機化合物に
よって本発明のように塗料密着性および耐蝕性は改善さ
れないばかりか、あるいは逆に悪くなる場合も多々見受
けられる。従来はこれら界面活性剤はめっき物性(もろ
さ、耐蝕性など)を悪くするという認識から、その添加
量はできるだけ低く押さえられ、極めて低い濃度で使用
されるのが常であった。このように従来用いられてきた
有機化合物あるいは種類は少ないがゼラチン、サッカリ
ン、糖みつなどの有機高分子はその化学構造に問題を有
しているため積極的にめっき浴に配合してめっき皮膜中
に取り込んでも光沢作用以外大きなメリットは得られな
かった。本発明は従来の使用目的とは大きく異なり、主
に塗料密着性および耐蝕性の向上を主な目的としたもの
でそのため使用の方法も異なっている。例えば光沢剤は
一般に第1〜第3光沢剤など3成分を配合して始めて効
果がみられるのに対し、本発明では水溶性有機高分子1
成分でも充分目的が達成できる。本発明においてはめっ
き金属と従来にないある特定の化学構造を有する水溶性
有機高分子とを積極的に共析、複合させることにより上
記の機能を発現させるものである。
By the way, the use of water-soluble organic compounds for electroplating has been performed for a long time. This is because a relatively low molecular weight surfactant is used as a plating bath auxiliary agent in a very small amount (0.001 to 0.0
5%) Addition mainly improves decorativeness (brightener)
Is aimed at. For other purposes, it is used as an anti-mist agent, an impurity remover (complexing agent), an antifoaming agent, an insoluble suspension agent, an aggregating and precipitating agent for impurities, or a dispersant for eutectoid particles in the dispersion plating method. There is.
Therefore, in the above-mentioned cases, the water-soluble organic compound as the auxiliary agent is not often used to improve the coating adhesion and corrosion resistance as in the present invention, or conversely, it may be deteriorated. Heretofore, these surfactants have been recognized to deteriorate the physical properties of plating (fragility, corrosion resistance, etc.), so that the addition amount thereof has been kept as low as possible, and it has always been used at an extremely low concentration. Although there are few organic compounds or types of organic compounds that have been conventionally used, organic polymers such as gelatin, saccharin, and molasses have problems in their chemical structure. Even if it was taken in, no major advantage other than the gloss effect was obtained. The present invention is largely different from the conventional purpose of use, and its main purpose is to improve paint adhesion and corrosion resistance. Therefore, the method of use is also different. For example, a brightener is generally effective only when three components such as a first to a third brightener are blended, whereas in the present invention, the water-soluble organic polymer 1
The purpose can be sufficiently achieved with the components. In the present invention, the above-mentioned function is exhibited by positively co-depositing and complexing a plating metal and a water-soluble organic polymer having a specific chemical structure which has never been seen.

本発明の複合めっき皮膜では従来一般に行われているリ
ン酸塩処理かクロメート処理あるいはブラスト処理など
の塗装下地処理を全く施すことなく直接めっき表面に塗
装できるので、塗装下地処理に伴う公害問題等や工程管
理の煩雑さなどのさまざまな問題から解放し、かつ省力
・省エネ化を容易に達成できる。
The composite plating film of the present invention can be directly coated on the plating surface without any coating base treatment such as phosphate treatment, chromate treatment or blasting treatment which is generally performed in the past, so that there is no pollution problem associated with the coating base treatment. You can free yourself from various problems such as complexity of process control, and easily achieve labor and energy savings.

塗装方法としては電着塗装、静電噴霧塗装、スプレー塗
装、ロールコート塗装、等公知の塗装方法を適用するこ
とができる。塗料としては電着塗料、粉体塗料、熱硬化
型塗料、常温乾燥型塗料、あるいは紫外線(UV)硬化型塗
料、電子線(EB)硬化型塗料のいずれでも使用できる。
As the coating method, known coating methods such as electrodeposition coating, electrostatic spray coating, spray coating and roll coating can be applied. As the coating material, any of electrodeposition coating material, powder coating material, thermosetting coating material, room temperature drying coating material, ultraviolet (UV) curing coating material and electron beam (EB) curing coating material can be used.

〔作用〕[Action]

本発明の複合めっき皮膜は、以下1)〜5)に示す特徴的作
用を有する。
The composite plating film of the present invention has the characteristic actions shown in 1) to 5) below.

1) めっき皮膜内に分子オーダーでミクロに複合された
有機高分子の作用により塗料との親和性・結合性(水素
結合、キレート結合など)の増加が得られる。その結果
極めて優れた塗料密着性および2次(耐水)密着性の機
能が発現する。
1) The affinity and bondability (hydrogen bond, chelate bond, etc.) with the coating material can be increased by the action of the organic polymer that is micro-complexed in the plating film in the molecular order. As a result, extremely excellent paint adhesion and secondary (water resistant) adhesion functions are exhibited.

2) めっき皮膜内、即ちめっき結晶粒子内および粒界に
共析した有機高分子の絶縁効果あるいは防錆性により耐
蝕性が増加する。
2) Corrosion resistance is increased by the insulating effect or rustproof property of the organic polymer co-deposited in the plating film, that is, in the plating crystal grains and grain boundaries.

3) また結晶の微細化およびめっき表面の凹凸化によ
り、有効表面積の増加やアンカー効果が発現して塗料密
着性が向上し、また結晶の微細化により緻密な膜となっ
て耐蝕性が向上する。
3) In addition, finer crystals and unevenness of the plating surface increase the effective surface area and develop an anchor effect to improve paint adhesion, and finer crystals improve the corrosion resistance by forming a dense film. .

4) 1)と2)の相乗効果により、一層優れた塗料密着性、
耐蝕性にすぐれためっき皮膜となる。
4) Due to the synergistic effect of 1) and 2), even better paint adhesion,
The plating film has excellent corrosion resistance.

5) めっき浴に配合する水溶性有機高分子の分子量、基
本骨格、極性基の種類とその密度、配合濃度および電解
条件の相互作用により、めっきマトリックス中への水溶
性有機高分子の共析量が決まる。また上記相互作用によ
りめっき結晶粒子径およびその形状がコントロールでき
るが、特に分子量と極性基の種類とその密度が結晶粒子
径および形状に大きな影響を与える。
5) The co-deposition amount of the water-soluble organic polymer in the plating matrix depends on the interaction between the molecular weight of the water-soluble organic polymer blended in the plating bath, the basic skeleton, the type of polar group and its density, the blending concentration and the electrolysis conditions. Is decided. Further, the above-mentioned interaction can control the plated crystal particle diameter and its shape, and in particular, the molecular weight, the kind of polar group and its density have a great influence on the crystal particle diameter and shape.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(1) めっき方法 前処理:冷延鋼板をアルカリ電解脱脂、水洗後、次の条
件でめっきを施した。
(1) Plating method Pretreatment: Cold rolled steel sheet was subjected to alkaline electrolytic degreasing, washed with water, and then plated under the following conditions.

めっき浴:用いためっき基本浴の組成を表1に、水溶性
有機高分子を表2−a,bに示した。これらを組み合わ
せた有機高分子複合めっき浴の組成を表3に示す。
Plating bath: The composition of the plating basic bath used is shown in Table 1, and the water-soluble organic polymer is shown in Tables 2-a and 2-b. Table 3 shows the composition of the organic polymer composite plating bath in which these are combined.

めっき条件:電流密度4〜200Å/dm2の直流電流を用
い、浴温30〜60℃の範囲でめっきを行った。めっき皮膜
厚は全て3μとした。膜厚測定には過電流式膜厚計(サ
ンコウ電子(株)、SL−2L−SM型)を用いた。
Plating conditions: Plating was performed at a bath temperature of 30 to 60 ° C. using a direct current with a current density of 4 to 200 Å / dm 2 . The plating film thickness was all 3 μm. An overcurrent type film thickness meter (Sanko Denshi KK, SL-2L-SM type) was used for film thickness measurement.

尚、多層めっき金属材の製造例(表4)中の溶融めっき
鋼板の各種は市販のものを使用した。
In addition, various types of hot dip plated steel sheets used in the production examples (Table 4) of the multilayer plated metal material were commercially available.

(2) 塗装方法 塗料として焼付型粉体ポリエステル塗料(日本ペイント
(株)NPC300)を用いた。これをめっき表面に直接静電噴
霧塗装後、230℃、5分間焼付けて40μの膜厚とした。
(2) Coating method Baking-type powder polyester paint (Nippon Paint
NPC300) was used. This was directly electrostatically spray coated on the plated surface and then baked at 230 ° C. for 5 minutes to give a film thickness of 40 μm.

尚、比較品の化成処理のリン酸塩処理およびクロメート
処理にはそれぞれ日本パーカライジング製ボンデライト
3004のリン酸亜鉛処理および日本ペイント(株)製クロメ
ート処理薬剤(グラノヂン92)を用いた。
In addition, for the phosphate treatment and chromate treatment of the chemical conversion treatment of the comparative product, Bonderite manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.
A 3004 zinc phosphate treatment and a chromate treatment chemical (Granosine 92) manufactured by Nippon Paint Co., Ltd. were used.

(3) 耐蝕性評価 板橋理化(株)製塩水噴霧試験機を用いてJIS2371に基
づいて5%NaClを2週間連続噴霧を行った。
(3) Corrosion resistance evaluation Using a salt spray tester manufactured by Itabashi Rika Co., Ltd., 5% NaCl was continuously sprayed for 2 weeks based on JIS 2371.

表3は本発明に係る各種水溶性有機高分子複合めっき金
属材(単層めっきの場合)の塗膜1次、2次(耐水)密
着性、耐蝕性を比較品とともに示したものである。
Table 3 shows the primary, secondary (water resistant) adhesion and corrosion resistance of various water-soluble organic polymer composite plated metal materials (in the case of single layer plating) according to the present invention together with comparative products.

ゴバン目試験による塗膜1次密着性評価結果において
は、比較品No.78、79を除いて本発明品(No.1〜70)と
比較品(No.71〜98)との間に有意差は認められない。
In the results of the evaluation of the primary adhesion of the coating film by the goggles test, there is a significant difference between the product of the present invention (No. 1 to 70) and the comparative product (No. 71 to 98) except for the comparative products No. 78 and 79. No difference is recognized.

しかし、エリクセン押出試験による厳しい条件下での塗
膜密着性評価結果においては、顕著な差が存在している
ことがわかる。即ち、先ず有機高分子を全く含まないZn
合金めっき皮膜(No.71〜80)と比較すると、有機高分
子を複合した本発明品(No.1〜70)の塗膜密着性が極
めて優れていることがわかる。つぎに本発明の条件を満
たさない水溶性有機高分子を含んだめっき浴から得られ
るめっき皮膜の場合を、比較品No.81〜90として示す。
これらの浴により得られるめっき皮膜によっても塗料の
1次密着力は有機高分子を全く含まない純亜鉛または亜
鉛合金めっきに比べて改善される場合もあるが、しかし
本発明品に比べてみると機能的に著しく劣っていること
がわかる。また、本発明の条件を満たす水溶性有機高分
子をめっき浴に含んでいても、その配合量が少なく、か
つめっき皮膜中への共析量が少ない複合めっき(No.9
1、92)では塗料密着性の改善が充分に行われないこと
がわかる。次に化成処理を施しためっき鋼板(No.93〜9
8)と本発明品とを比較すると、ポリマー共析量の少な
いNo.1の本発明品が比較品と同等である以外は、全て
本発明品が比較品を上回る塗膜1次密着性を示すことが
わかる。
However, it can be seen that there is a significant difference in the coating film adhesion evaluation results under severe conditions by the Erichsen extrusion test. That is, first, Zn containing no organic polymer
As compared with the alloy plating film (No. 71 to 80), it can be seen that the coating film adhesion of the product of the present invention (No. 1 to 70) in which an organic polymer is composited is extremely excellent. Next, the case of the plating film obtained from the plating bath containing the water-soluble organic polymer which does not satisfy the conditions of the present invention is shown as comparative products No. 81 to 90.
The plating film obtained by these baths may improve the primary adhesion of the coating as compared with pure zinc or zinc alloy plating containing no organic polymer, but when compared with the product of the present invention. It can be seen that the function is significantly inferior. Further, even if the plating bath contains a water-soluble organic polymer satisfying the conditions of the present invention, the compounding amount thereof is small and the amount of eutectoid in the plating film is small (No. 9
It can be seen that the paint adhesion is not sufficiently improved in Nos. 1 and 92). Next, the galvanized steel sheet (No. 93-9
Comparing 8) with the product of the present invention, all of the products of the present invention have higher primary adhesion of the coating film than the comparative product except that the product of No. 1 having a small amount of polymer eutectoid is equivalent to the comparative product. You can see that.

耐水密着性評価結果においては、有機高分子を含まない
No.71〜80の比較品およびNo.81〜92の比較品、化成処理
鋼板(No.93〜98)の比較品と本発明品(No.1〜70)と
を比較すると、有機高分子の共析量が比較的少ない本発
明品No.1が比較品No.94(化成処理板は塗料密着機能の
バラツキが大きい)と同等である以外は本発明品(No.
2〜70)が全ての比較品を上回る性能を示すことが判明
した。
Water-resistant adhesion evaluation results do not include organic polymers
When comparing No. 71-80 comparative products, No. 81-92 comparative products, and chemical conversion treated steel plate (No. 93-98) comparative products with the present invention products (No. 1-70), organic polymers Inventive product No. 1 having a relatively small amount of eutectoid is equivalent to Comparative product No. 94 (the chemical conversion treatment plate has a large variation in coating adhesion function) (Inventive product No. 94)
2 to 70) have been found to outperform all comparative products.

以上の結果から、本発明に係る水溶性有機高分子を少量
亜鉛金属と共析させることによって亜鉛系めっき表面の
塗料の1次および2次密着性が著しく改良されることが
わかった。
From the above results, it was found that coprecipitation of the water-soluble organic polymer according to the present invention with a small amount of zinc metal significantly improved the primary and secondary adhesion of the coating material on the surface of the zinc-based plating.

耐蝕性については本発明品No.1が比較品(No.94,96,9
8)と同等である以外は本発明品(No.2〜70)が比較品
(No.71〜98)のいずれをも大幅に上回る結果が得ら
れ、本発明による複合めっき皮膜は耐蝕性改善にも顕著
な効果があることがわかる。
Regarding the corrosion resistance, the product No. 1 of the present invention is a comparative product (No. 94, 96, 9
The results of the product of the present invention (No. 2 to 70) are significantly higher than those of the comparative product (No. 71 to 98) except that it is equivalent to 8), and the composite plating film according to the present invention has improved corrosion resistance. It can be seen that also has a remarkable effect.

表4は各種の本発明に係る水溶性有機高分子複合多層め
っき金属材の塗膜1次、2次密着性、耐蝕性を比較例と
ともに示したものである。純亜鉛系めっき皮膜上に化成
処理を施したものと比較しても上層に有機高分子複合め
っきを施すことにより塗料密着性、耐蝕性ともに大幅に
向上していることがわかる。この結果から、下層めっき
皮膜のもつ物性を生かしつつ、その表面層に本発明の特
徴である塗料密着性、耐蝕性などの機能を付与できるこ
とがわかる。
Table 4 shows the coating film primary, secondary adhesion and corrosion resistance of various water-soluble organic polymer composite multilayer plated metal materials according to the present invention together with comparative examples. It can be seen that the coating adhesion and the corrosion resistance are significantly improved by applying the organic polymer composite plating on the upper layer, as compared with the case where the chemical conversion treatment is applied on the pure zinc-based plating film. From this result, it is understood that the physical properties of the lower plating film can be utilized and the surface layer can be provided with the functions such as paint adhesion and corrosion resistance, which are the features of the present invention.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は上記のように、特定の化学構造を有した水溶性
の有機高分子を用いたところに大きな特徴を有してい
る。本発明のめっき金属材ではめっき金属と有機高分子
との複合化が分子オーダーで生じるため、比較的少量の
有機高分子の共析で高水準の塗料密着性、耐蝕性等の付
与が可能である。従って、従来一般に行われていたリン
酸塩処理やクロメート処理などの塗装下地処理(化成処
理)を全く施すことなく直接塗装できるので、煩雑でか
つ公害対策の必要な化成処理を省略することが可能であ
る。この工業的メリットは多大である。更に、本発明の
めっき金属材を用いることによってもろい化成処理皮膜
を介在しない塗装金属材の製造が実現できるので、塗装
後のプレス加工に優れた家電機器用または建材用の理想
的なプレコート鋼板の製造が可能である。
The present invention has a great feature in using a water-soluble organic polymer having a specific chemical structure as described above. In the plated metal material of the present invention, since the compounding of the plated metal and the organic polymer occurs on the molecular order, it is possible to impart a high level of paint adhesion, corrosion resistance, etc. by the co-deposition of a relatively small amount of the organic polymer. is there. Therefore, it is possible to directly paint without applying any coating base treatment (chemical conversion treatment) such as phosphate treatment or chromate treatment that has been generally used in the past, so it is possible to omit complicated chemical conversion treatment that requires pollution measures. Is. This industrial merit is enormous. Furthermore, by using the plated metal material of the present invention, it is possible to realize the production of a coated metal material without intervening a brittle chemical conversion treatment film. Therefore, it is possible to obtain an ideal pre-coated steel sheet for home appliances or building materials excellent in press working after coating. It can be manufactured.

本発明のめっき金属材は、塗料密着性、塗装後耐蝕性に
特にすぐれており、プレス加工性、溶接性も兼備できる
ので、自動車用防錆鋼板に応用すれば、極めて優れた耐
蝕性をもった防錆鋼板となりうる。
The plated metal material of the present invention is particularly excellent in paint adhesion and corrosion resistance after coating, and can have both press workability and weldability. Therefore, if it is applied to an anticorrosive steel sheet for automobiles, it has excellent corrosion resistance. It can be a rustproof steel plate.

また、本発明のめっき金属材は塗料のみでなくゴム、有
機フィルム、セラミックスなどのラミネート下地表面と
しても利用できる。
Further, the plated metal material of the present invention can be used not only as a coating material but also as a surface of a laminated base material such as rubber, organic film or ceramics.

更に、本発明は食罐などの罐用材料、銅箔などの電子材
料、あるいは装飾品の製造にも利用できる。
Further, the present invention can be used for manufacturing cans such as food cans, electronic materials such as copper foils, and ornaments.

また、本発明のめっき金属材は、従来の電気めっき設備
で容易に生産でき、高価な設備や多大の労力を必要とせ
ず、工業的価値が高い。
Further, the plated metal material of the present invention can be easily produced by the conventional electroplating equipment, does not require expensive equipment and a lot of labor, and has a high industrial value.

更に、本発明の有機高分子複合効果は、全ての電気めっ
きに有効であるが、特に亜鉛または亜鉛合金めっきマト
リックスを用いた場合には一層有効であり、かつ被めっ
き金属材が鉄鋼板である場合に、本発明の効果を最大に
引き出すことができる。
Furthermore, the organic polymer composite effect of the present invention is effective for all electroplating, but is more effective particularly when a zinc or zinc alloy plating matrix is used, and the metal material to be plated is a steel plate. In this case, the effect of the present invention can be maximized.

更に本発明においては、Al2O3、SiO2などのセラミック
ス粒子あるいは水不溶性高分子の分散めっきを本発明の
水溶性有機高分子と組み合わせることにより高度な塗料
密着性、塗装後耐蝕性の機能を付与することができる。
この組み合わせ技術は従来の分散めっき皮膜の欠点、特
に耐水塗料密着性の改善技術として極めて有効である。
Further, in the present invention, by combining ceramic particles such as Al 2 O 3 and SiO 2 or dispersion plating of a water-insoluble polymer with the water-soluble organic polymer of the present invention, functions of high paint adhesion and corrosion resistance after coating are obtained. Can be given.
This combination technique is extremely effective as a technique for improving the drawbacks of the conventional dispersion plating film, especially the adhesion of water resistant paint.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】めっき皮膜中に、重量平均分子量が1000〜
100万のヒドロキシスチレン系重合体またはこれらの誘
導体からなる水溶性有機高分子の1種以上をめっき全重
量に対し0.05〜30重量%含有する電気めっき皮膜を金属
材表面に有することを特徴とする塗料密着性、耐蝕性に
すぐれた複合めっき金属材。
1. The plating film has a weight average molecular weight of 1,000 to
Characterized by having an electroplating film on the surface of a metal material containing 0.05 to 30% by weight of one or more water-soluble organic polymers consisting of 1 million hydroxystyrene polymers or their derivatives, based on the total weight of plating. Composite plated metal material with excellent paint adhesion and corrosion resistance.
【請求項2】水溶性有機高分子の構造が次の一般式(A) (式中;m,nはm≧0,n≧3でそれぞれ一般式(A)
の有機高分子の重量平均分子量が100万になるまでの任
意の数、 ;0≦k≦2, ;0≦p≦2, ;ただしk+p+m>0, ;R1〜R3はHまたは炭素数1〜5のアルキル基、 ;Xは重合性のビニル系単量体、 ;Y,Zは同種または異種であり、かつ から選ばれるものであって、〔式中 ;MはH,アルカリ金属、アルカリ土類金属、またはア
ミン類などの有機カチオン、 ;Y1,Y4はハロゲン ;Y2-〜Y3-はハロゲイオン、有機酸アニオン、無機酸ア
ニオンなどの対イオン ;WはSまたは0 ;R4〜R6は同種または異種であって、直鎖または分岐
鎖アルキル基あるいはヒドロキシアルキル基等のアルキ
ル基誘導体または芳香族基、またはR4とR5はN基とで
環を形成していてもかまわない。さらにR6はHをとり
得る。 ;R7〜R13は同種または異種であって、直鎖または分
岐鎖アルキル基、あるいはヒドロキシアルキル基等のア
ルキル誘導体基、芳香族基、またはH ;q,s,t,uは0または1 ;rは0,1または2を示す〕) で表されるアニオン性、カチオン性または両性のヒドロ
キシスチレン系の水溶性有機高分子である特許請求の範
囲第1項記載の複合めっき金属材。
2. The structure of the water-soluble organic polymer is represented by the following general formula (A): (In the formula, m and n are m ≧ 0 and n ≧ 3, respectively, and the general formula (A) is used.
An arbitrary number until the weight average molecular weight of the organic polymer reaches 1,000,000; 0 ≦ k ≦ 2, 0 ≦ p ≦ 2, where k + p + m> 0, R 1 to R 3 are H or carbon number 1 to 5 alkyl groups; X is a polymerizable vinyl monomer; Y and Z are the same or different, and Be those selected from, [wherein; M is H, an organic cation such as an alkali metal, alkaline earth metal or an amine,,; Y 1, Y 4 is halogen; Y 2- ~Y 3- is Harogeion A counter ion such as an organic acid anion or an inorganic acid anion; W is S or 0; R 4 to R 6 are the same or different and are alkyl group derivatives such as straight chain or branched chain alkyl groups or hydroxyalkyl groups or aromatics. The group or R 4 and R 5 may form a ring with the N group. Further, R 6 can be H. R 7 to R 13 are the same or different and are a linear or branched alkyl group, or an alkyl derivative group such as a hydroxyalkyl group, an aromatic group, or H; q, s, t, and u are 0 or 1 ; R is 0, 1 or 2]) The composite plated metal material according to claim 1, which is an anionic, cationic or amphoteric hydroxystyrene-based water-soluble organic polymer.
【請求項3】有機高分子を複合する母相のめっき皮膜
(マトリックス)が亜鉛または亜鉛合金皮膜である特許
請求の範囲第1項または第2項記載の複合めっき金属
材。
3. The composite plated metal material according to claim 1 or 2, wherein the plating film (matrix) of the matrix phase which is composed of an organic polymer is zinc or a zinc alloy film.
【請求項4】水溶性有機高分子が一般式(A)の置換基の
水酸基(−OH)をパラ位に有するものである特許請求の
範囲第2項記載の複合めっき金属材。
4. The composite plated metal material according to claim 2, wherein the water-soluble organic polymer has a hydroxyl group (—OH) of the substituent of the general formula (A) in the para position.
【請求項5】水溶性有機高分子が一般式(A)に於いてm
=0,置換基の水酸基(−OH)がパラ位である、即ち次
の一般式(B) (式中、R1〜R3,Y,Z,k,p,nは前記に同じ)
で表される有機高分子を含有する特許請求の範囲第2項
または第4項記載の複合めっき金属材。
5. A water-soluble organic polymer represented by the formula (A)
= 0, the hydroxyl group (-OH) of the substituent is in the para position, that is, the following general formula (B) (In the formula, R 1 to R 3 , Y, Z, k, p and n are the same as above)
The composite plated metal material according to claim 2 or 4, which contains an organic polymer represented by.
【請求項6】水溶性有機高分子の構造が(Y)k=(SO
3M)k,(Mは前記に同じ,0<k≦2)である特許請求
の範囲第5項記載の複合めっき金属材。
6. The structure of a water-soluble organic polymer is (Y) k = (SO
The composite plated metal material according to claim 5, wherein 3 M) k , (M is the same as above, 0 <k ≦ 2).
【請求項7】水溶性有機高分子の構造が(Z)p=(Br)
p(0<p≦2)である特許請求の範囲第5項または第
6項記載の複合めっき金属材。
7. The structure of the water-soluble organic polymer is (Z) p = (Br)
The composite plated metal material according to claim 5 or 6, wherein p (0 <p ≦ 2).
【請求項8】水溶性有機高分子の構造が (0<p≦2)である特許請求の範囲第5項または第6
項記載の複合めっき金属材。
8. The structure of the water-soluble organic polymer Claims (5) or (6) wherein (0 <p ≦ 2)
The composite plated metal material described in the item.
【請求項9】水溶性有機高分子の構造が (0<p≦2)である特許請求の範囲第5項または第6
項記載の複合めっき金属材。
9. The structure of the water-soluble organic polymer Claims (5) or (6) wherein (0 <p ≦ 2)
The composite plated metal material described in the item.
【請求項10】水溶性有機高分子の構造が (0<p≦2)である特許請求の範囲第5項または第6
項記載の複合めっき金属材。
10. The structure of a water-soluble organic polymer Claims (5) or (6) wherein (0 <p ≦ 2)
The composite plated metal material described in the item.
【請求項11】水溶性有機高分子の構造がk=0である
特許請求の範囲第7項〜第10項の何れか1項記載の複合
めっき金属材。
11. The composite plated metal material according to any one of claims 7 to 10, wherein the structure of the water-soluble organic polymer is k = 0.
【請求項12】水溶性有機高分子の構造がR1=R2=R
3=Hである特許請求の範囲第7項〜第10項の何れか1
項記載の複合めっき金属材。
12. The structure of a water-soluble organic polymer is R 1 = R 2 = R
3 = H, any one of claims 7 to 10
The composite plated metal material described in the item.
【請求項13】めっきの結晶粒子径が50Å以上1000Å以
下である特許請求の範囲第1項〜12項の何れか1項記載
の複合めっき金属材。
13. The composite plated metal material according to any one of claims 1 to 12, wherein the crystal grain size of plating is 50 Å or more and 1000 Å or less.
【請求項14】下層に一般式(A)の有機高分子を含まな
いめっき皮膜層を有する複合めっき皮膜を有する多層め
っき金属材である特許請求の範囲第1〜13項の何れか1
項記載の複合めっき金属材。
14. A multi-layer plated metal material having a composite plating film having a plating film layer containing no organic polymer of the general formula (A) as a lower layer.
The composite plated metal material described in the item.
【請求項15】金属イオンの1種または2種以上を10〜
600g/含む電気めっき浴に、重量平均分子量が1000
〜100万のヒドロキシスチレン系重合体またはこれらの
誘導体からなる水溶性有機高分子の1種以上を必須成分
としてその総和が0.1〜200g/の範囲になるように添
加しためっき浴中で鋼板などの導電性金属材を陰極とし
て電気めっきし当該表面に金属と水溶性有機高分子とを
共析させ、水溶性有機高分子の割合が全共析量に対し0.
05〜30wt%の範囲になるようにコントロールすることを
特徴とする塗料密着性、耐蝕性にすぐれた有機高分子複
合めっき金属材の製造方法。
15. One or more metal ions of 10 to 10 are contained.
Weight average molecular weight of 1000 in electroplating bath containing 600g /
~ 1 million hydroxystyrene polymer or one or more of water-soluble organic polymers consisting of these derivatives as an essential component are added so that the total amount is in the range of 0.1 ~ 200 g / A metal and a water-soluble organic polymer are co-deposited on the surface by electroplating a conductive metal material as a cathode, and the ratio of the water-soluble organic polymer is 0.
A method for producing an organic polymer composite plated metal material having excellent paint adhesion and corrosion resistance, which is controlled to be in the range of 05 to 30 wt%.
【請求項16】めっき浴に含まれる金属イオンが10〜60
0g/の亜鉛イオンの1種だけである単体金属めっき
浴、またはこの浴に更に亜鉛以外の異種金属の1種以上
がそれぞれ1〜600g/含まれた亜鉛合金めっき浴で
あることを特徴とする特許請求の範囲第15項記載の複合
めっき金属材の製造方法。
16. The metal ion contained in the plating bath is 10 to 60.
A single metal plating bath containing only 0 g / zinc ion, or a zinc alloy plating bath containing 1 to 600 g / each of one or more different metals other than zinc. A method for producing a composite plated metal material according to claim 15.
【請求項17】水溶性有機高分子の共析量が全共析量に
対し0.2〜15wt%の範囲にコントロールすることを特徴
とする特許請求の範囲第15項又は第16項記載の製造方
法。
17. The method according to claim 15 or 16, wherein the amount of eutectoid water-soluble organic polymer is controlled in the range of 0.2 to 15 wt% with respect to the total amount of eutectoid. .
【請求項18】陰極に用いる導電性基材が鉄、鋼板、銅
板、鉛板の金属材である特許請求の範囲第15項〜第17項
の何れか1項記載の製造方法。
18. The method according to any one of claims 15 to 17, wherein the conductive base material used for the cathode is a metal material such as iron, steel plate, copper plate and lead plate.
【請求項19】陰極に用いる導電性基材が当該表面に、
電気めっきおよび溶融めっきが既に施されているめっき
鋼板である特許請求の範囲第15項〜第18項の何れか1項
記載の製造方法。
19. A conductive substrate used for a cathode is provided on the surface,
The manufacturing method according to any one of claims 15 to 18, which is a plated steel sheet that has been electroplated and hot-dipped.
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