JP2003160878A

JP2003160878A - 金属表面処理方法

Info

Publication number: JP2003160878A
Application number: JP2002266078A
Authority: JP
Inventors: Masaki Oyama; 正記大山; Tadayoshi Inoue; 忠良井上
Original assignee: Nippon Dacro Shamrock Co Ltd
Current assignee: Nippon Dacro Shamrock Co Ltd
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2003-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】金属材表面付着の油分を除去すると同時に金
属材表面に防錆被膜を形成し、使用済みリンス液を有効
利用することのできる無廃水処理システムを実現するこ
と【解決手段】 12〜50重量％の水溶性有機溶剤と88〜50
重量％の水を含む水溶液（ただし、水溶性有機溶剤が12
重量％である水溶液及び水溶性有機溶剤と水との等量水
溶液を除く。）100重量部と、リン酸イオン0.01〜4.25
重量部と、硝酸イオン0.02〜45重量部と、亜鉛イオン0.
01〜6.5重量部とを含有してなるリン酸亜鉛系処理液に
金属材を浸漬する防錆被膜形成工程、前記防錆被膜形成
工程後にエア−ブロ−により前記金属材の表面に付着し
た処理液を除滴する除滴工程、その金属材をリンス液に
浸漬するリンス工程、及び前記リンス工程における使用
済みリンス液からリンス液と処理液とを回収する回収工
程からなることを特徴とする金属表面処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は金属表面処理方法
に関し、更に詳しくは、金属材表面に付着した油分を除
去すると同時に金属材表面に水不溶性のリン酸亜鉛被膜
を形成し、金属材の表面をリンスする時に使用したとこ
ろの、処理液成分の混入したリンス液（排液）からリン
ス液及びリン酸亜鉛被膜形成用処理液を回収し、これら
を再利用することによって無廃水処理システムを実現す
ることのできる金属表面処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、金
属表面に防錆性を付与する技術として、特開昭５２−１
０７２４４号公報に記載された発明が提案されていた。
該公報に記載された発明は、亜鉛イオン及びリン酸イオ
ンを含む酸性リン酸亜鉛水溶液に、硝酸イオンと塩素酸
イオンとを、硝酸イオンと塩素酸イオンとの比及びリン
酸イオンと塩素酸イオンと硝酸イオンとの比が特定の範
囲内にあるように、配合して成るリン酸亜鉛被膜化成処
理剤である。しかしながら、このような水を媒体とする
処理剤を用いて、金属表面にリン酸亜鉛被膜を形成する
には、脱脂工程、水洗工程、純水水洗工程、表面調製工
程、化成処理工程、水洗工程、純水水洗工程、乾燥工程
の順で処理する必要があり、工程自体が複雑である。し
かも、処理工程中に多量の水を必要とするため、脱水処
理に設備とコストとがかかるという欠点がある。

【０００３】この発明は、前記課題を解決することを目
的とする。この発明の目的は、金属材の表面にリン酸亜
鉛系処理液を接触させてからこの金属材をリンスする際
にリンス液の汚れを極力少なくすることのできる金属表
面処理方法を提供することにある。更に、この発明の目
的は、リンス液の汚れを少なくすると共に、使用済みの
リンス液からリン酸亜鉛系処理液の成分を回収してこれ
をリン酸亜鉛系処理液に再利用し、かつ使用済みリンス
液からリンス液をも回収して廃液量を極力低減すること
のできる金属表面処理方法を提供することにある。この
発明の更に他の目的は切削油、及びプレス油（油圧作動
油）等の潤滑油並びに防錆油等の油分を金属材表面から
除去する脱脂洗浄とリン酸亜鉛被膜の形成とを同一の槽
で、浸漬操作あるいはスプレ−操作等により行い、リン
ス済み液を廃液精製装置に通すことにより精製水と成分
液とに分離し、精製水をリンス液として再利用し、成分
液を防錆被膜形成用の処理液に再使用するようにして、
設備の省スペ−ス化、システムの無廃水化を計り、以て
環境対応型リン酸亜鉛処理システムを提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
のこの発明の手段は、１２〜５０重量％の水溶性有機溶
剤と８８〜５０重量％の水を含む水溶液（ただし、水溶
性有機溶剤が１２重量％である水溶液及び水溶性有機溶
剤と水との等量水溶液を除く。）１００重量部と、リン
酸イオン０．０１〜４．２５重量部と、硝酸イオン０．
０２〜４５重量部と、亜鉛イオン０．０１〜６．５重量
部とを含有してなるリン酸亜鉛系処理液で、鉄及び亜鉛
系金属表面を有する金属材を、処理する防錆被膜形成工
程、前記防錆被膜形成工程後にエア−ブロ−により前記
金属材の表面に付着した処理液を除滴する除滴工程、及
びその金属材をリンス液に浸漬するリンス工程からなる
ことを特徴とする金属表面処理方法である。

【０００５】前記課題を解決するためのこの発明の他の
手段は、前記防錆被膜形成工程、前記防錆被膜形成工程
後にエア−ブロ−により前記金属材の表面に付着した処
理液を除滴する除滴工程、及びその金属材をリンス液に
浸漬するリンス工程に加えて、前記リンス工程における
使用済みリンス液からリンス液とリン酸亜鉛系処理液と
を回収する回収工程を有することを特徴とする金属表面
処理方法である。

【０００６】この金属表面処理方法の他の好適な態様に
おいては、防錆被膜形成工程におけるリン酸亜鉛系処理
液が、前記回収工程で回収され、濃度調整されたリン酸
亜鉛系処理液を含んでなり、前記リンス工程におけるリ
ンス液が、前記回収工程で回収されたリンス液を含んで
なり、この発明の好適な他の態様においては、前記水溶
性有機溶剤が、グリコール類、そのグリコール類のモノ
又はジアルキルエーテル類、及び該グリコール類と低級
アルコールとの混合溶媒より成る群から選択される少な
くとも一種であり、この発明の好適な他の態様において
は、前記リン酸亜鉛系処理液が、更に一価のアルカリ金
属イオンを多くとも６重量部まで含有してなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明におけるリン酸亜鉛系処
理液は、準水系金属表面処理剤である。金属表面にリン
酸亜鉛被膜を形成するための従来の水系処理剤において
は、金属表面に適正なリン酸亜鉛被膜を形成するために
は脱脂工程、水洗工程、純水水洗工程、表面調整工程、
化成処理工程等の複雑な多数の工程を必要とし、更に多
量の廃液が発生するのであるが、この発明における準水
系金属表面処理システムにおいては、このような多数の
工程を必要とせずに、一槽一工程で脱脂とリン酸亜鉛被
膜形成とを行うことができると同時に、金属材表面に付
着した余分な処理液をエア−ブロ−によりブロ−オフし
て次のリンス工程への処理液の持ち込みを少なくする。
更にリンス工程ではリンス済み液つまり使用済みリンス
液を水とリン酸亜鉛系処理液に使用可能な成分液とに分
離し、前記水はリンス液として再使用し、前記成分液は
濃度調整をした後に、金属表面の防錆処理をするための
リン酸亜鉛系処理液として再利用されるので、防錆処理
システムのクロ−ズド化が達成され、無廃水処理システ
ムが実現される。

【０００８】この発明におけるリン酸亜鉛系処理液とし
ては、１２〜５０重量％の水溶性有機溶剤と、５０〜８
８重量％の水とを含有する水溶液（ただし、水溶性有機
溶剤と水との合計を１００重量％とする。また、水溶性
有機溶剤が１２重量％である水溶液及び水溶性有機溶剤
と水との等量水溶液を除く。）、好ましくは１２〜４５
重量％の水溶性有機溶剤と、８８〜５５重量％の水とを
含有する混合溶液を用いて調製される。

【０００９】前記水溶性有機溶剤としては、（−ＣＨ₂
−ＣＨ₂−Ｏ−）_n（ただし、ｎは１〜４を示す。）の式
で示されるエチレングリコール系の低級アルキルエーテ
ル又は低級アルキルエステル、プロピレングリコール又
はジプロピレングリコール等の低級アルキルエーテル又
は低級アルキルエステル、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、テトラエチレングリコール等の低
級アルキレングリコール、低級アルコール、並びにエス
テル等を挙げることができる。

【００１０】前記エチレングリコール系の低級アルキル
エーテル又は低級アルキルエステルとしては、例えばエ
チレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコ
ールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチ
ルエーテル、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエ
ーテル、テトラエチレングリコールモノ-n-ブチルエー
テル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、及
び酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル等を挙
げることができる。

【００１１】プロピレングリコール又はジプロピレング
リコールの低級アルキルエーテル又は低級アルキルエス
テルとしては、例えばプロピレングリコールブチルエー
テル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、及
びポリプロピレングリコールモノエチルエーテル等を挙
げることができる。

【００１２】前記低級アルコールとしては、例えば炭素
数１〜８のアルコールを挙げることができ、例えばエチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、第三ブチルア
ルコール、メトキシジメチルペンタノール、及びジアセ
トンアルコール等を挙げることができる。

【００１３】前記エステル類としては、例えば乳酸エチ
ル、酢酸メトキシブチル及び乳酸ブチル等を挙げること
ができる。

【００１４】この発明において好適な水溶性有機溶剤
は、グリコール類、そのグリコール類のモノ又はジアル
キルエーテル類、及び該グリコール類と低級アルコール
との混合溶媒より成る群から選択される少なくとも一種
である。なお、前記各種のグリコール類におけるアルキ
ル基としては、炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。
前記低級アルコールとしては、炭素数１〜８のアルコー
ルが好ましく、特に炭素数１〜５のアルコールが好まし
く、更には炭素数１〜４のアルコールが好ましい。

【００１５】この発明におけるリン酸亜鉛系処理液にお
いて、水溶性有機溶剤の含有量が１２重量％未満であ
り、水が８８重量％を超えると、脱脂が不完全になる可
能性があり、その後の塗装工程でハジキ及び塗装密着不
良等の問題が発生し、また部分的にリン酸亜鉛は析出す
るが、ブルー系のリン酸鉄被膜に覆われて、目的とする
塗装密着性の優れた均一なリン酸亜鉛被膜が得られな
い。水溶性有機溶剤が５０％以上、水が５０重量％未満
であると、被膜成分となるリン酸及び亜鉛イオン源と成
る無機化合物とを均一に溶解させるために可溶化剤とし
て無機酸を必要とし、したがって、水溶性有機溶剤を多
量に含有する金属表面処理剤のｐＨが低下し、必要以上
に被金属処理物の表面をエッチングすることになり、そ
の結果、スラッジが多く発生する。スラッジの増加は、
金属表面処理剤が接触する処理装置を頻繁にメンテナン
スすることが必要になるばかりか、被金属処理物に金属
表面処理剤が残留して不良品発生の原因になる。

【００１６】この発明におけるリン酸亜鉛系処理液は、
リン酸イオンを含有する。このリン酸イオン源として、
オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、トリメタリン
酸、テトラメタリン酸を挙げることができ、好ましくは
オルトリン酸、ポリリン酸であり、より好ましくは、経
済的見地からオルトリン酸である。

【００１７】リン酸亜鉛系処理液におけるリン酸イオン
の含有量は、水と前記水溶性有機溶剤との合計１００重
量部に対して、０．０１〜４．２５重量部、好ましくは
０．０４〜２．５重量部である。

【００１８】リン酸イオンの含有量が０．０１重量部未
満であるとリン酸亜鉛被膜の形成が悪く成り、目的とす
る塗装密着性に優れた均一なリン酸亜鉛被膜を得ること
ができず、４．２５重量部を超えると被金属処理物が溶
解してしまい、リン酸亜鉛系処理液を安定に維持する管
理ができなくなる。

【００１９】リン酸亜鉛系処理液中の硝酸イオンの含有
量は、水と前記水溶性有機溶剤との合計１００重量部に
対して、０．０２〜４５重量部、好ましくは１．２〜２
５重量部である。硝酸イオンの含有量が０．０２重量部
よりも少ないとリン酸亜鉛系処理液中に亜鉛の溶解する
量が減少してリン酸亜鉛被膜の形成が悪くなり、４５重
量％を超えると被金属処理物の表面（金属表面）におけ
るエッチング力が強く成りすぎてスラッジの析出量が増
加する。その結果、装置のメンテナンス頻度が増加して
経費が大きくなる。

【００２０】硝酸イオン源としては、硝酸、硝酸塩等を
挙げることができる。

【００２１】リン酸亜鉛系処理液中の亜鉛イオンの含有
量は、水と前記水溶性有機溶剤との合計１００重量部に
対して、０．０１〜６．５重量部、好ましくは０．１〜
３．５重量部である。亜鉛イオンの含有量が０．０１重
量部未満であると、被金属処理物を含まない鉄、アルミ
ニウム等の金属に対して均一なリン酸亜鉛被膜を得るこ
とができず、６．５重量部よりも多いと水及び水溶性有
機溶剤からなる水溶液への溶解性が悪くなる。

【００２２】この亜鉛イオン源としては、リン酸亜鉛、
水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、酸化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜
鉛、硫酸亜鉛等を挙げることができる。

【００２３】この発明におけるリン酸亜鉛系処理液は、
金属イオンとして前記亜鉛イオンの他に、ニッケルイオ
ン、マンガンイオン、カルシウムイオン及び一価のアル
カリ金属イオンを含んでいても良い。

【００２４】ニッケルイオンの含有量は、水と前記水溶
性有機溶剤との合計１００重量部に対して３重量部ま
で、好ましくは２重量部まで許容することができる。ニ
ッケルイオンをリン酸亜鉛系処理液に積極的に含める場
合、その含有量は、水と前記水溶性有機溶剤との合計１
００重量部に対して０．０１〜１重量部である。ニッケ
ルイオンがリン酸亜鉛系処理液に含まれていると、未塗
装における耐食性が向上すると言う技術的効果が奏され
る。

【００２５】マンガンイオンの含有量は、水と前記水溶
性有機溶剤との合計１００重量部に対して３重量部ま
で、好ましくは１重量部まで許容することができる。マ
ンガンイオンをリン酸亜鉛系処理液に積極的に含める場
合、その含有量は、水と前記水溶性有機溶剤との合計１
００重量部に対して０．０１〜１重量部である。マンガ
ンイオンがリン酸亜鉛系処理液に含まれていると、金属
亜鉛を含む金属材を処理したときの湿潤塗装密着性が向
上すると言う技術的効果が奏される。

【００２６】カルシウムイオンの含有量は、水と前記水
溶性有機溶剤との合計１００重量部に対して３重量部ま
で、好ましくは１重量部まで許容することができる。カ
ルシウムイオンをリン酸亜鉛系処理液に積極的に含める
場合、その含有量は、水と前記水溶性有機溶剤との合計
１００重量部に対して０．０１〜１重量部である。カル
シウムイオンがリン酸亜鉛系処理液に含まれていると、
塩水噴霧塗装耐食性が向上すると言う技術的効果が奏さ
れる。

【００２７】一価のアルカリ金属イオン例えばリチウム
イオン、ナトリウムイオン及びカリウムイオンの含有量
は、水と前記水溶性有機溶剤との合計１００重量部に対
して６重量部まで、好ましくは４．５重量部まで許容す
ることができる。一価のアルカリ金属イオンをリン酸亜
鉛系処理液に積極的に含める場合、その含有量は、水と
前記水溶性有機溶剤との合計１００重量部に対して０．
１〜４．５重量部である。一価のアルカリ金属イオンが
リン酸亜鉛系処理液に含まれていると、系中に存在する
過剰の水と相俟って、金属材の表面に形成されるリン酸
亜鉛被膜における結晶が緻密になり塗装密着性が更に向
上すると言う技術的効果乃至発明の目的が達成される。

【００２８】この発明におけるリン酸亜鉛系処理液は、
水、水溶性有機溶剤、硝酸イオン源、リン酸イオン源及
び亜鉛イオン源を、例えば常温において、公知の攪拌機
で均一に混合攪拌することにより調製されることができ
る。

【００２９】この発明の方法が適用される金属材は、鉄
及び亜鉛系金属表面を有する限り特に制限がない。

【００３０】この発明における防錆被膜形成工程におい
ては、金属材の表面にリン酸亜鉛系処理液を接触させ
る。接触の方法としては、例えば３０〜９０℃、好まし
くは４０〜６０℃に加熱されたこのリン酸亜鉛系処理液
中に、金属材を、５秒〜３０分間、好ましくは１５秒〜
１０分間浸漬する浸漬処理を挙げることができ、このほ
かに噴霧処理、塗布処理及び流延処理等を挙げることが
できる。好適なのは浸漬処理である。浸漬処理をする場
合、この発明におけるリン酸亜鉛系処理液を採用するこ
とにより、従来の脱脂工程とリン酸亜鉛被膜形成工程と
を一槽一工程に簡略化することができる。なお、ここ
で、このリン酸亜鉛系処理液を好適に適用することので
きる金属材としては、その表面にリン酸亜鉛被膜を形成
する必要のある金属製品を挙げることができる。

【００３１】この発明におけるリン酸亜鉛系処理液を使
用する場合には、金属材を予め脱脂処理、脱脂処理後の
水洗処理、水洗処理後の純水水洗処理、この純水水洗処
理後における表面調整処理をしておく必要がなく、金属
材を直ちにこのリン酸亜鉛系処理液中に浸漬するだけ
で、金属材の表面における脱脂及びリン酸亜鉛被膜の形
成が行われる。また、この発明おけるリン酸亜鉛系処理
液においては、リン酸亜鉛系処理液を加熱してリン酸亜
鉛系処理液の液面から所定高さまでの空間領域に溶媒蒸
気を充満させ、この溶媒蒸気中に金属材を所定時間滞留
させることによって金属材料の表面の脱脂を行い、その
後に溶媒蒸気中にある金属材をリン酸亜鉛系処理液中に
浸漬させると言った煩雑な操作をする必要もない。前述
したように、直ちに金属材をこのリン酸亜鉛系処理液中
に浸漬するだけで、脱脂とリン酸亜鉛被膜の形成とが行
われる。この点においても、この発明におけるリン酸亜
鉛系処理液は、注目される。

【００３２】なお、金属材を浸漬させる際のリン酸亜鉛
系処理液の加熱温度が３０℃未満であると、金属材の表
面に付着する油分の除去が困難に成ることがあり、また
その後の塗装工程におけるハジキ、塗装密着不良等の問
題が発生する可能性があり、リン酸亜鉛被膜の形成も不
十分に成ることがあり、結局のところ、目的とする塗装
密着性と耐食性とに優れたリン酸亜鉛被膜を形成するの
が困難に成ることがある。またリン酸亜鉛系処理液の加
熱温度が９０℃を超えると、９０℃を超える温度に加熱
する程の効果がなく、またエネルギーコストと薬品の消
耗率の高まりと言う観点から不経済であり、その意味で
工業的ではない。

【００３３】リン酸亜鉛系処理液に金属材を浸漬する時
間が５秒よりも短いと、金属材の表面に付着する油分の
除去が困難になることがあり、３０分を超えると、金属
材の脱脂及びリン酸亜鉛被膜の形成は可能であるが、時
間をかけることに比例する効果が見いだせない。

【００３４】この発明においては、前記防錆被膜形成工
程を経た金属材は、除滴工程に供される。

【００３５】除滴工程は、前記防錆被膜形成工程後にお
ける、リン酸亜鉛系処理液で濡れた金属材の表面をエア
ーブローすることにより前記金属材の表面に付着した処
理液を除滴する工程である。

【００３６】エアーブローをするために使用されるエア
ーブローノズルとしては、例えばスプレーイングシステ
ムズジャパン社製のウィンドジェット・ブローオフ・ノ
ズル：フラットタイプを挙げることができる。エアーブ
ローノズルから噴出されるエアーの圧力としては０.１
〜１MPaでよい。０.１MＰaより低いとブローオフ効果が
低くなり十分に余滴を除去することができない。また１
Mpaを超えるとその圧力が高すぎて、経済効果と除滴効
果とがバランスしなくなり、且つ金属材の揺れが大きく
なり、複数の金属材にエアーブローするときには金属材
同士がぶつかってしまうデメリットがある。より好まし
くは０.２〜０.５MPaでエアーブローするのがよい。

【００３７】このエアーブロー操作は、この発明におけ
るリン酸亜鉛系処理液において特有である。

【００３８】特開昭５２−１０７２４４号に開示された
防錆被膜形成用の組成液に浸漬した金属材の表面にエア
ーブローを行うと金属材の表面が瞬時に乾燥してしま
い、次のリンス工程で十分な洗浄を行うことができず、
前記組成液等の薬剤が金属材の表面に残り、防錆被膜処
理をした金属材の表面における塗装密着性、塗装耐食性
が劣るようになる。しかるに、この発明におけるリン酸
亜鉛系処理液で処理し、前記エアーブローを行っても水
溶性溶剤が存在するために金属材の表面がいつまでも湿
潤し、金属材の表面が乾燥することにより直接に空気中
の酸素と金属の表面とが接触して錆が発生するのを防止
すると共に次のリンス工程におけるリンス液と容易に馴
染み、溶解して薬剤が金属材の表面から速やかに除去さ
れ、塗装密着性、塗装耐食性が維持される。

【００３９】この発明におけるエアーブローによる除滴
工程は、前記防錆被膜形成工程におけるリン酸亜鉛系処
理液の液滴を単に金属材の表面からエアーで完全に除去
するのではなく、水溶性溶剤で金属材の表面を湿潤状態
に維持することができるように金属材の表面をエアーブ
ローする工程であり、このようなエアーブローにより後
のリンス工程でのリンス効果を向上させる効果が奏され
る。したがって、この発明におけるエアーブローは、単
に金属材の表面にエアーを吹き付けることではなく、ま
た、強風を吹き付けて金属表面を乾燥状態にすることで
もないのである。前記のような効果を顕著に奏させるに
は、次のリンス工程へのリン酸亜鉛系処理液の持ち込み
量をエアーブローしないときの持ち込み量の１／２〜１
／５０となるように、金属材の表面をエアーブローする
のが好ましい。

【００４０】除滴工程においてエアーブローにより金属
材の表面から除去されたリン酸亜鉛系処理液が、次の回
収工程にて回収される。

【００４１】除滴工程を経た金属材は、リンス工程に供
される。

【００４２】リンス工程では、前記除滴工程を経た金属
材がリンス液で洗浄される。このリンス液としては、精
製水が使用される。もっとも、初めて使用されるリンス
液が精製水であっても、そのリンス液で金属材を洗浄す
ることを繰り返すと、金属材の表面に残留するリン酸亜
鉛系処理液の成分がリンス液中に含まれていく。

【００４３】リン酸亜鉛系処理液に含まれていた成分を
含有する使用済みリンス液は、回収工程に供される。

【００４４】回収工程では、使用済みリンス液をリンス
液とリン酸亜鉛系処理液を構成する成分を含有する成分
含有液とに分離する。この分離には、例えば、廃水濃縮
処理装置ENVOTECH MARKII（オ−ム電機（株））、小型
蒸発濃縮装置ECT-EV(日化設備エンジニアリング
（株）)、小型廃液処理装置NKW,NKVR型（木村化工機
（株））等が使用される。該装置の型式００２５を用い
て使用済みリンス液（「リンス済み排液」と称されるこ
ともある。）を処理することにより得られる回収リンス
液をリンス工程で再利用した結果、この回収リンス液で
洗浄された金属材は、新鮮なリンス液で洗浄した金属材
における塗装密着性、及び塗装耐食性と同様の性能を発
揮し、回収リンス液はリンス工程で使用されるリンス液
として十分な品質を有する。

【００４５】一方、使用済みリンス液から分離された成
分含有液は、防錆被膜形成工程で使用されるリン酸亜鉛
系処理液におけるのと同様の成分及び濃度に調整され
る。濃度調整して得られた液は回収リン酸亜鉛系処理液
として防錆被膜形成工程で再利用されることができる。
再利用したとしても、新鮮なリン酸亜鉛系処理液で防錆
被膜形成処理を行った金属材におけるのと同様の塗装密
着性、及び塗装耐食性を有する防錆被膜形成金属材を得
ることができる。

【００４６】この発明における回収工程を採用すること
により、金属材表面をリンスするのに使用された処理液
成分の混入したリンス液を精製液と成分液とに分離し、
再利用できるので無廃水処理が可能となる。つまり、前
述した防錆被膜形成工程、除滴工程、リンス工程及び回
収工程を有する金属表面処理方法は、無廃水処理型金属
表面処理方法であり、環境汚染がないというメリットを
有する。

【００４７】

【実施例】（実施例１〜３）表１に示される配合量（単
位は重量部）のイオン交換水と表１に示される配合量で
表１に示される種類の水溶性有機溶剤とをガラスビーカ
ー内で混合した。表１及び表２に示される種類の無機酸
と無機酸塩とを表１及び表２に示される量で前記ガラス
ビーカー内の混合物に添加し、１０分間混合することに
よりリン酸亜鉛系処理液を得た。

【００４８】テストパネルとしてのＳＰＣＣ−ＳＤ鋼板
試験片（０．８×７０×１５０ｍｍ）を、表２に示され
る液温度に保持された前記リン酸亜鉛系処理液に、表２
に示される浸漬時間だけ浸漬した。テストパネルを前記
リン酸亜鉛系処理液に浸漬しているときに、前記リン酸
亜鉛系処理液をときどき攪拌した。

【００４９】浸漬時間が経過するとテストパネルを前記
リン酸亜鉛系処理液から直ちに取りだし、ブロ−オフノ
ズル：フラットタイプを用いて圧力を０.１〜１.０MPa
と変えてテストパネル表面に付着している処理液をエア
ーブロ−した。エアーブロー後にテストパネル表面を目
視で観察すると、テストパネル表面に薄く前記リン酸亜
鉛系処理液で湿潤していることが観察された。次いで、
廃液精製装置ENVOTECHMARKII（オ−ム電機（株））で精
製したリンス液で洗浄し、その後にドライヤーでテスト
パネルの表面を乾燥した。このとき、廃液精製装置で分
離した成分液は濃度調整後、処理液槽（ビ−カ−）に戻
しながらリン酸亜鉛処理を行った。このとき、精製水と
成分液の分離精度はほぼ１００％であった。即ちリンス
槽へ持ち込んできただけの処理液成分量を廃液精製装置
で分離した。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】なお、表１及び表２中、（）で括られて
いない数字は左の項目欄に示す成分の配合量（重量部）
を示し、（）で括られた数字は左の項目欄に示すイオ
ンの含有量（重量部）を示す。表１中、ＤＥＧＭＢＥは
ジエチレングリコールモノブチルエーテルを示し、ＩＰ
Ａはイソプロピルアルコールを示す。

【００５３】上述のようにしてリン酸亜鉛被膜の形成さ
れたテストパネルの表面に、以下の商品名の塗料を、以
下に示す膜厚となるように、以下に示す方法で塗装し
た。

【００５４】ベルコートNo.１１００日本油脂株式会社製のアクリル樹脂塗料乾燥条件：１５０℃×２０分放置塗装膜厚：３０〜４０μｍ塗装法：予め専用シンナーで塗料を希釈し、FORD CUP#4
で１９〜２０秒に調整し、スプレーガンで塗装した。

【００５５】以上の塗装を施したテストパネルについ
て、以下の性能評価を行った。

【００５６】（一次密着性）塗装済みのテストパネルに
おける塗装面を、ＮＴカッターで、１ｍｍ間隔で１００
個の升目を刻み、セロハンテープ（ニチバン製、幅１８
mm）を使用して塗膜の密着性を試験した。１００個の升
目のうちセロテープ剥離後で塗装板に塗膜が残存した升
目の数で評価した。

【００５７】（湿潤密着性）塗装済みのテストパネル
を、５０℃に加熱され且つ相対湿度が９５％以上である
耐湿ボックス内に、一定時間投入した。一定時間の経過
後に前記耐湿ボックスから取り出した塗装済みのテスト
パネルの塗装面に、ＮＴカッターで１ｍｍ間隔に１００
個の升目を刻み、セロハンテープ（ニチバン製、幅１８
ｍｍ）を使用して塗膜の密着性を試験した。１００個の
升目のうちセロテープ剥離後で塗装板に塗膜が残存した
升目の数で評価した。

【００５８】（塩水噴霧試験）ＪＩＳ規格塩水噴霧（Ｊ
ＩＳＺ−２３７１）ボックスの中に、塗装面に予めＮＴ
カッターでクロスカットを刻んだテストパネルを一定時
間投入した。一定時間の経過後に取り出したテストパネ
ルの塗装面につき、セロハンテープ（ニチバン製、幅１
８ｍｍ）を使用して塗膜の密着性を試験した。そしてセ
ロテープ剥離後でクロスカットから剥離した塗膜の最大
幅を測定し評価した。

【００５９】以上の一次密着性、湿潤密着性、塩水噴霧
試験の結果を表２に示した。

【００６０】（比較例１〜３）表３に示す組成のリン酸
亜鉛被膜化成処理剤を調製した。比較例１は特開昭５２
−１０７２４４号公報に記載された実施例１に相当し、
比較例２及び３は同公報に記載された実施例２に相当す
る。

【００６１】実施例１におけるのと同じテストパネルの
表面に、特開昭５２−１０７２４４に記載の方法により
リン酸亜鉛被膜化成処理を行った。

【００６２】比較例１，２と３とについて乾燥後の表面
ｐＨをテストパネル表面に脱イオン水１滴をたらし、ｐ
Ｈ試験紙によりｐＨを測定した。その結果を表３に示
す。

【００６３】

【表３】註：エアーブローしないときの持ち込み量に対する割合
（％）

【００６４】比較例１及び２について化成処理を行った
後に、エアーブロー工程以降を実施例１と同じ方法によ
りリン酸亜鉛被膜化成処理を行った。

【００６５】比較例１と２とについて実施例１と同じよ
うに処理液のブロー後のリンス槽への持ち込みを測定し
ようとしたところ、テストパネルの表面が乾燥してしま
い、白い粉が付着していたので、リンス槽への持ち込み
液量を測定することができなかった。

【００６６】そのために、比較例１と２とについて処理
終了後の乾燥表面に脱イオン水を垂らしてｐＨ試験紙に
よりｐＨを測定したところ、３〜４の酸性を呈し、リン
スが不完全になり、化成液成分が残ったことが示され
た。また、比較例１と２とについて塗膜性能を確認した
ところ、一次密着性、湿潤密着性、塩水噴霧耐食性のい
ずれも劣っていた。

【００６７】これらの結果を表３に纏めて示した。

【００６８】（比較例４，５）次に実施例１と比較例１
とに示された組成のリン酸亜鉛系処理液についてエアー
ブロー圧力が０ＭＰａの場合につき、実施例１と同様に
持ち込み量、ｐＨ及び塗膜性能を確認した。

【００６９】エアーブロー圧力が０ＭＰａである比較例
４と比較例５ともテストパネルの表面が乾燥しなかった
が、リンス槽への持ち込み量が多くなり、リンスが不十
分になることが判った。

【００７０】これらの結果を表４に示した。

【００７１】

【表４】

【００７２】

【発明の効果】この発明によると、防錆被膜形成工程後
にエア−ブロ−により前記金属材の表面に付着した処理
液を除滴するので、この発明の目的は、金属材の表面に
リン酸亜鉛系処理液を接触させてからこの金属材をリン
スする際にリンス液の汚れを極力少なくすることのでき
る金属表面処理方法を提供することができる。

【００７３】更に、この発明によると、リンス液の汚れ
を少なくすると共に、使用済みのリンス液からリン酸亜
鉛系処理液の成分を回収してこれをリン酸亜鉛系処理液
に再利用し、かつ使用済みリンス液からリンス液をも回
収して廃液量を極力低減することのできる金属表面処理
方法を提供することができる。

【００７４】この発明によると、切削油、及びプレス油
（油圧作動油）等の潤滑油並びに防錆油等の油分を金属
材表面から除去する脱脂洗浄とリン酸亜鉛被膜の形成と
を同一の槽で、浸漬操作あるいはスプレ−操作等により
行うことができる準水系金属表面処理剤を使用する際
に、リンス済み液を廃液精製装置に通すことにより精製
水と成分液とに分離し、精製水をリンス液として再利用
し、成分液を防錆被膜形成用の処理液に再使用するよう
にして、設備の省スペ−ス化、システムの無廃水化を計
り、以て環境対応型リン酸亜鉛処理システムを提供する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１２〜５０重量％の水溶性有機溶剤と８８
〜５０重量％の水を含む水溶液（ただし、水溶性有機溶
剤が１２重量％である水溶液及び水溶性有機溶剤と水と
の等量水溶液を除く。）１００重量部と、リン酸イオン
０．０１〜４．２５重量部と、硝酸イオン０．０２〜４
５重量部と、亜鉛イオン０．０１〜６．５重量部とを含
有してなるリン酸亜鉛系処理液で、鉄及び亜鉛系金属表
面を有する金属材を、処理する防錆被膜形成工程、前記
防錆被膜形成工程後にエア−ブロ−により前記金属材の
表面に付着した処理液を除滴する除滴工程、及びその金
属材をリンス液に浸漬するリンス工程からなることを特
徴とする金属表面処理方法。
【請求項２】前記リンス工程における使用済みリンス液
からリンス液とリン酸亜鉛系処理液とを回収する回収工
程を更に有することを特徴とする前記請求項１に記載の
金属表面処理方法。
【請求項３】前記防錆被膜形成工程におけるリン酸亜鉛
系処理液が、前記回収工程で回収され、濃度調整された
リン酸亜鉛系処理液を含んでなり、前記リンス工程にお
けるリンス液が、前記回収工程で回収されたリンス液を
含んでなる前記請求項２に記載の金属表面処理方法。
【請求項４】前記水溶性有機溶剤が、グリコール類、そ
のグリコール類のモノ又はジアルキルエーテル類、及び
該グリコール類と低級アルコールとの混合溶媒より成る
群から選択される少なくとも一種である前記請求項１〜
３の何れか一項に記載の金属表面処理方法。
【請求項５】前記リン酸亜鉛系処理液が、更に一価のア
ルカリ金属イオンを多くとも６重量部まで含有してなる
前記請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属表面処理
方法。