JP2004083928A - 鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材のリン酸塩化成処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】化成処理剤中のフッ素イオン濃度及びｐＨを制御することにより、かかる鉄系基材及び亜鉛系基材の未塗装耐食性を高め、かつ、アルミニウム系基材の塗装後密着性を向上させる金属化成処理方法を提供する。
【解決手段】フッ素イオン、リン酸イオン、並びに、塩素酸イオン、硝酸イオン及び臭素酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種の酸化性促進剤からなる金属化成処理剤によって金属表面を処理する金属化成処理方法であって、上記金属化成処理剤は、処理中のｐＨが３．５〜５．０に制御され、かつ、フッ素イオン濃度が１０〜１５０ｐｐｍに制御されるものであり、上記金属は、鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材である金属化成処理方法。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材のリン酸塩化成処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄等の金属表面の腐食に対する抵抗を強め、金属に塗布された塗料の表面への密着性を改良する為に、リン酸塩化成処理が広汎に行われている。これらのうち、例えば、強度の防錆性を要しない小物部品、農機具部品等に使用する金属基材の表面処理に広く適用されているリン酸鉄化成処理剤は、重金属イオンを含んでいないので排水処理が容易であり、処理液のｐＨが比較的高い（３．５〜５．０）ので、処理設備にステンレス鋼等の合金を使わなくてもよいという利点がある。
【０００３】
このようなリン酸鉄化成処理剤において、リン酸イオンの他に、皮膜化成促進剤である塩素酸イオン、硝酸イオン、臭素酸イオン等の酸化性促進剤を含有させることにより、化成処理性の向上と処理皮膜の未塗装耐食性の向上が図られてきた。例えば、特開平９−２２８０６４号にリン酸イオン、塩素酸イオン、硝酸イオン、及び、臭素酸イオンを主成分とするｐＨ４．５〜５．５で、更に、ポリスチレンスルホン酸塩を含有する化成処理液で、鉄系基材の表面を処理するリン酸鉄化成処理方法が開示されている。しかし、このような方法を用いても、鉄系素材で構成され、袋状や合わせ目部等水きり乾燥されにくい成形部位の発錆傾向を充分には改善できなかった。また、アルミニウム系基材の塗装後密着性が市場の強い要求レベル（耐沸騰水浸漬）まで充分に向上しない問題を有していた。
【０００４】
一方、アルミニウム系基材はその表面が塗装後密着性に問題を有する酸化膜で被覆されている為に、鉄系基材の処理に使用されているような酸化性促進剤を含有する化成処理剤で処理してもアルミニウム系基材の塗装後密着性は向上しない。
【０００５】
アルミニウム系基材の塗装後密着性を向上させる為に、フッ酸、硅フッ酸、硼フッ酸、又は、それらのアルカリ塩などのフッ素酸化合物を化成処理剤に含有させることにより、アルミニウム基材の表面酸化皮膜を溶解し、塗装後密着性を向上させる方法が知られている。
【０００６】
上記の鉄系基材及び亜鉛系基材に優れた未塗装耐食性及び塗装後耐食性を付与するリン酸塩化成処理剤を使用して、アルミニウム系基材を化成処理しても、充分な塗装後密着性が得られない。一方、アルミニウム系基材に充分な塗装後密着性を与える従来のフッ素含有化成処理剤で、鉄系基材を化成処理すると、鉄とフッ素の過度な反応が起こり好ましくない。このため、鉄系基材とアルミニウム系基材の化成処理の為に、別の化成処理剤を調製する必要があり、作業性及びコストの面で不都合があった。また、鉄系基材とアルミニウム系基材の双方を有する被処理基材を処理する場合、それぞれの基材に充分な未塗装耐食性、塗装後耐食性及び塗装後密着性を付与することはできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑み、鉄系基材及び亜鉛系基材の未塗装耐食性及び塗装後耐食性を高め、かつ、アルミニウム系基材の塗装後密着性を向上させる金属化成処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はフッ素イオン、リン酸イオン、並びに、塩素酸イオン、硝酸イオン及び臭素酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種の酸化性促進剤からなる金属化成処理剤によって金属表面を処理する金属化成処理方法であって、上記金属化成処理剤は、処理中のｐＨが３．５〜５．０に制御され、かつ、フッ素イオン濃度が１０〜１５０ｐｐｍに制御されるものであり、上記金属は、鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材であることを特徴とする金属化成処理方法である。上記金属化成処理剤は、フッ素イオン電極法によりフッ素イオン濃度を測定することによって処理中のフッ素イオン濃度の制御をされることが好ましい。
上記金属化成処理はリン酸鉄化成処理であることが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明の金属化成処理方法において処理される基材は、鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材である。鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材とは、基材の一部又は全部が鉄及び／又はその合金からなる鉄系基材、基材の一部又は全部がアルミニウム及び／又はその合金からなるアルミニウム基材、基材の一部又は全部が亜鉛及び／又はその合金からなる亜鉛系基材、これらの鉄系基材、アルミニウム基材及び亜鉛系基材からなる基材を意味する。
【００１０】
上記鉄系基材としては特に限定されず、例えば、冷延鋼板、熱延鋼板等を挙げることができる。上記アルミニウム系基材としては特に限定されず、例えば、５０００番系アルミニウム合金、６０００番系アルミニウム合金等を挙げることができる。上記亜鉛系基材としては特に限定されず、例えば、亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケルめっき鋼板、亜鉛−鉄めっき鋼板、亜鉛−クロムめっき鋼板、亜鉛−アルミニウムめっき鋼板、亜鉛−チタンめっき鋼板、亜鉛−マグネシウムめっき鋼板、亜鉛−マンガンめっき鋼板等の亜鉛系の電気めっき、溶融めっき、蒸着めっき鋼板等の亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板等を挙げることができる。上記金属化成処理剤を用いて、鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材を同時に金属化成処理することが可能である。また、鉄系基材とアルミニウム系基材、又は、鉄系基材、アルミニウム系基材及び亜鉛系基材を有する被処理基材を処理することができる。本発明において、鉄系基材とアルミニウム系基材を同時に化成処理すること、又は、鉄系基材とアルミニウム系基材の双方を有する被処理基材を処理することが特に好ましい。
【００１１】
上記金属化成処理剤中に含まれるフッ素イオンは、本発明の金属化成処理剤において、基材のエッチング剤としての役割を果たすものである。本発明の金属化成処理方法においては、金属化成処理剤のフッ素イオンの濃度を下限が１０ｐｐｍ、上限が１５０ｐｐｍに制御するものである。フッ素イオン濃度が１０ｐｐｍ未満で制御を行った場合、鉄系基材の未塗装耐食性及び塗装後耐食性、並びに、アルミニウム系基材の塗装後密着性が充分に向上せず好ましくない。一方、フッ素イオン濃度が１５０ｐｐｍを超える範囲で制御を行った場合、被処理基材である鉄との反応性が過多となり好ましくない。上記フッ素イオンの濃度は下限が２０ｐｐｍ、上限が１００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１２】
金属の化成処理を行った場合、連続的に処理を行うことによって処理浴中に溶出した金属イオンが蓄積され、これによって、浴中の有効フッ素濃度が影響を受けやすい。このため、浴に添加するフッ素イオンの添加量を一定にするだけでは、処理浴中のフッ素イオンの活性を一定に維持することはできなかった。
【００１３】
しかしながら、本発明では、フッ素イオン電極法という簡便な方法によって測定されたフッ素イオン濃度から、フッ素化合物の活性を判断できることが明らかになった。本発明におけるフッ素イオン濃度の制御は、このようにして測定したフッ素イオン濃度に基づいて、フッ素の含有量を制御することが好ましい。すなわち、本発明におけるフッ素イオン濃度の制御は、化成処理中に処理剤中のフッ素イオン濃度の測定を連続的に行い、測定の結果に基づいて、例えば、フッ素イオン濃度が低減した場合、フッ素イオンを添加し、フッ素イオン濃度が増加した場合、添加を停止する等の方法によって行われるものである。
【００１４】
本発明のフッ素イオン濃度測定は、市販のフッ素イオン電極計を用いて行うことができる。上記市販のフッ素イオン電極計で用いられる電極としては、フッ化ランタンの単結晶を感応膜とする電極等を挙げることができ、ｐＨ電極と同様にイオンメーター又は高感度ｍＶ計との組み合わせにより、処理剤中の遊離のフッ素イオン濃度を簡便に直接測定することができる。
【００１５】
処理剤中のフッ素イオンは、水溶液中で部分解離し、Ｆ⁻とＨＦの共存状態にあり、処理剤のｐＨにより共存割合が異なってくる。しかし、本発明の金属化成処理方法は処理剤のｐＨを一定範囲内に制御することを特徴とするので、共存割合の変動を考慮しなくてもよい。また、フッ素イオンが処理物から溶出した重金属イオンと錯化した場合、解離剤を使用しなければフッ素イオン濃度計で計測することはできない。しかしながら、重金属イオンと錯化したフッ素化合物は、金属化成処理反応に寄与しないので、化成性を制御する上で考慮しなくてもよい。従って、簡便なフッ素イオン電極計を用いて処理剤中の遊離のフッ素イオン濃度を測定するだけで、化成性に寄与するフッ素化合物の活性を判断することができる。
【００１６】
本発明におけるフッ素イオン濃度の制御は上述のような方法により行うものであるので、浴への供給用の処理剤は、フッ素化合物を含有する水溶液と、フッ素化合物を除く他の成分を含有する処理剤を別途調製し、これらのそれぞれを必要に応じて添加していくことが好ましい。
【００１７】
フッ素イオンの供給源となる化合物としては特に限定されず、例えば、フッ化水素酸、フッ化アンモニウム、フッ化ホウ素酸、フッ化水素アンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化水素ナトリウム等のフッ化物を挙げることができる。また、錯フッ化物としては、例えば、ヘキサフルオロケイ酸塩が挙げられ、その具体例として珪フッ化水素酸、珪フッ化水素酸亜鉛、珪フッ化水素酸マンガン、珪フッ化水素酸マグネシウム、珪フッ化水素酸ニッケル、珪フッ化水素酸鉄、珪フッ化水素酸カルシウム等を挙げることができる。
【００１８】
本発明で用いられるリン酸イオンの供給源となる化合物としては特に限定されず、例えば、リン酸、第１リン酸ナトリウム等を挙げることができる。リン酸イオンは、本発明の処理剤中に下限が４０００ｐｐｍ、上限が１００００ｐｐｍの範囲で含有されていることが好ましい。リン酸イオンが４０００ｐｐｍ未満の場合は、不均一化成皮膜が形成されやすく、一方１００００ｐｐｍを超えても化成性の向上は期待できず、使用量が増大するのみでコスト面において好ましくない。上記下限は５０００ｐｐｍであることがより好ましく、上記上限は８０００ｐｐｍであることが更に好ましい。
【００１９】
本発明の金属化成処理方法では、塩素酸イオン、硝酸イオン及び臭素酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種の酸化性促進剤を含有する金属化成処理剤を使用する。上記酸化性促進剤は、酸化性作用によって化成性を向上させる働きを持つ皮膜化成促進剤として作用するものである。塩素酸イオンの供給源となる化合物としては特に限定されず、例えば、塩素酸、塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸アンモニウム等を挙げることができる。
【００２０】
塩素酸イオンは、本発明の処理剤中に下限が１００ｐｐｍ、上限が５００ｐｐｍの範囲で含有されていることが好ましい。塩素酸イオンが１００ｐｐｍ未満の場合には、サビが発生しやすくなるという不都合があり、一方５００ｐｐｍを超える場合には、化成性の向上はこれ以上期待できない。上記下限は２００ｐｐｍであることがより好ましく、上記上限は４００ｐｐｍであることがより好ましい。
【００２１】
硝酸イオンの供給源となる化合物としては特に限定されず、例えば、硝酸、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム等を挙げることができる。また、硝酸イオンは、本発明の処理剤中に下限が１０００ｐｐｍ、上限が５０００ｐｐｍの範囲で含有されていることが好ましい。硝酸イオンが１０００ｐｐｍ未満の場合には、皮膜化成反応が遅れるという不都合があり、一方５０００ｐｐｍを超える場合には、化成性の向上はこれ以上期待できず、使用量が増大するのみである。上記下限は２０００ｐｐｍであることがより好ましく、上記上限は４０００ｐｐｍであることがより好ましい。
【００２２】
臭素酸イオンの供給源となる化合物としては特に限定されず、例えば、臭素酸、臭素酸カリウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸アンモニウム等を挙げることができる。臭素酸イオンは、本発明の処理剤中に下限が１００ｐｐｍ、上限が８００ｐｐｍの範囲で含有されていることが好ましい。臭素酸イオンが１００ｐｐｍ未満の場合には、皮膜化成がされにくくなるという不都合があり、一方８００ｐｐｍを超える場合には、化成性の向上はこれ以上期待できず、薬品使用量が増大するのみである。上記下限は２００ｐｐｍであることがより好ましく、上記上限は７００ｐｐｍであることがより好ましい。
【００２３】
本発明の金属化成処理方法は、化成処理剤のｐＨを下限３．５、上限５．０に制御するものである。ｐＨが３．５未満であると、皮膜化成促進剤である酸化性促進剤が分解し、この分解生成物イオンが皮膜化成を妨害し、耐食性を低下させるおそれがある。一方、ｐＨが５．０を超える場合も、皮膜の析出量が低下することから好ましくない。
【００２４】
上記金属化成処理剤におけるｐＨの制御は、リン酸、硝酸、過塩素酸、硫酸、硝酸ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等の金属化成処理に悪影響を与えない酸又は塩基を用いて行うのが好ましい。ｐＨ制御の方法としては特に限定されず、例えば、ｐＨセンサーによって常に処理液のｐＨを測定し、ｐＨの変化に応じて、ｐＨが高ければリン酸、硝酸、硫酸等の酸を加え、ｐＨが低ければアンモニア、水酸化ナトリウム等の塩基を加える方法等を挙げることができる。硝酸、アンモニア、水酸化ナトリウムを処理剤中に含有させても、これらは皮膜形成成分とはならないので、金属化成処理によって減少する成分であるフッ素イオン及びリン酸イオンを補給することによりｐＨを所望の範囲に制御することが可能となる。
【００２５】
本発明の金属化成処理はリン酸鉄化成処理であることが好ましい。一般にリン酸鉄化成処理とは、リン酸イオンを含有する化成処理剤を用いて、鉄系基材を少なくとも一部に有する被処理基材を処理する場合に、化成処理剤中のリン酸イオンの酸作用によって基材の鉄が溶出し、鉄イオンとリン酸イオンが結合してリン酸鉄として副生し、このリン酸鉄が被処理基材上に形成される化成処理のことである。本発明の化成処理剤の場合、リン酸イオン、フッ素イオン、及び、塩素酸イオン、硝酸イオン、臭素酸イオン等の酸化性促進剤の作用により、基材の鉄イオンが溶出していくものと考えられる。
【００２６】
本発明の金属化成処理方法は、上記のようにフッ素イオン濃度及びｐＨを制御した金属化成処理剤で、基材を金属化成処理することにより、基材表面に化成皮膜を形成させ、耐食性や塗装後密着性を付与するものである。処理方法としては、スプレー処理、浸漬（ディップ）処理等を挙げることができる。これらの処理方法は単独でも、組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
通常、スプレー処理の場合には、上述の金属化成処理剤は化成処理液として使用され、一方浸漬処理の場合には、上述の金属化成処理剤は化成処理浴として使用される。尚、金属化成処理は、一般的な金属塗装において行われる脱脂工程、脱脂後水洗工程、皮膜形成工程、水洗工程、純水洗工程、乾燥工程、並びに、塗装工程のうち、皮膜形成工程にあたる。
【００２８】
上記脱脂処理は、基材表面に付着している油分や汚れを除去するために行われるものであり、無リン・無窒素脱脂洗浄液等の脱脂剤により、通常３０〜５５℃において数分間程度の浸漬処理がなされる。所望により、脱脂処理の前に、予備脱脂処理を行うことも可能である。
上記脱脂後水洗処理は、脱脂処理後の脱脂剤を水洗するために、大量の水洗水によって１回又はそれ以上スプレー処理を行うことにより行われるものである。
【００２９】
上記化成後水洗処理は、その後の各種塗装後の密着性、耐食性等に悪影響を及ぼさないようにするために、１回又はそれ以上により行われるものである。この場合、最終の水洗は、純水で行われることが適当である。この化成後水洗処理においては、スプレー水洗又は浸漬水洗のどちらでもよく、これらの方法を組み合わせて水洗することもできる。
上記化成後水洗処理の後は、公知の方法に従って、必要に応じて乾燥され、その後、各種塗装を行うことができる。
【００３０】
本発明の金属化成処理方法において、上記金属化成処理剤の温度は下限３０℃、上限４５℃の範囲内であることが好ましい。３０℃未満であると、形成される皮膜量が小さくなり、耐食性が低下するおそれがあり、４５℃を超えると、皮膜形成における効率が悪いおそれがある。
【００３１】
上記金属化成処理において、金属化成処理剤の処理時間は、１０秒以上が好ましく、更に１５〜１８０秒が好ましい、処理時間が１０秒未満の場合は、充分な皮膜を形成することができず、結果として、得られた処理基材の塗装後密着性及び耐食性が不充分となる。一方、処理時間が１８０秒を超えると、被処理基材である鉄との反応が過多となり好ましくない。
【００３２】
上記金属化成処理剤で、金属を化成処理する金属化成処理方法は、従来より実用化されているリン酸亜鉛金属化成処理剤を用いて処理する方法において、必要となっている表面調整処理を行わなくてもよいため、より効率的に基材の金属化成処理を行うことが可能となる。
【００３３】
また、本発明の金属化成処理鋼板は、上述の金属化成処理剤を用いて化成処理された鋼板をいう。上記化成処理された鋼板は、更に、塗装されていてもよいし、されていなくてもよい。塗装に用いられる塗料は特に限定されないが、例えばエポキシメラミン塗料等を挙げることができる。
【００３４】
本発明の金属化成処理方法は、処理中の化成処理剤のフッ素イオン濃度、及び、ｐＨを特定範囲に制御することによって、鉄系基材及び亜鉛系基材の未塗装耐食性及び塗装耐食性を高め、かつ、アルミニウム系基材の塗装後密着性を向上させるものである。これにより、同じ処理剤で鉄系基材及びアルミニウム系基材を処理することができ、更に、鉄系基材とアルミニウム系基材の双方を有する被処理基材を同時に処理することができる。
【００３５】
【実施例】
次に、実施例及び比較例をあげて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
以下の実施例及び比較例において用いたテストピースを示す。
鋼板：水きり性を低減させるため、冷延鋼板（７ｃｍ×１５ｃｍ×０．８ｃｍ）の端面を折り曲げて調製した。
アルミニウム板：純アルミニウム板（７ｃｍ×１５ｃｍ×０．８ｃｍ）。
下記条件にしたがって、脱脂、水洗、化成処理、水洗、純水洗、水きり乾燥、塗装の工程でテストピースに化成皮膜を作成した。
【００３７】
実施例１
脱脂：「サーフクリーナーＥＣ１００Ｍ」（日本ペイント社製、１．６質量％、アルカリ脱脂助剤）及び「サーフクリーナーＥＣ１００Ｌ」（日本ペイント社製、０．８質量％、アルカリ脱脂剤）を用いて調製した脱脂液で４５℃、２分間スプレー処理した。
脱脂後水洗処理：水道水で３０秒間スプレー処理した。
化成処理：リン酸イオン供給源としてリン酸、塩素酸イオン供給源として塩素酸ナトリウム、硝酸イオン供給源として硝酸、臭素酸イオン供給源として臭素酸ナトリウム及びフッ素イオン供給源として酸性フッ化ナトリウムを用いて、リン酸イオン濃度が８０００ｐｐｍ、塩素酸イオン濃度が３００ｐｐｍ、硝酸イオン濃度が３０００ｐｐｍ、臭素酸イオン濃度が５００ｐｐｍ及びフッ素イオン濃度が１５ｐｐｍである金属化成処理剤を調製し、水酸化ナトリウムを用いてｐＨを４に調整した。得られた金属化成処理剤の温度を４０℃とし、２分間スプレー処理を行った。
化成後水洗処理：水道水で３０秒間スプレー処理した。
純水洗処理：純水で１５秒間スプレー処理した。
水きり乾燥：１００℃の乾燥炉で乾燥した。冷延鋼板の平面部は乾燥まで１分を要しないが、折り曲げ部位は完全に乾燥するのに２分を要した。
塗装：「オルガセレクト１２０」（日本ペイント社製、エポキシメラミン塗料）を、乾燥膜厚２０〜２５μｍの塗膜が得られるように塗装し、１３０℃で１５分間焼き付けた。
【００３８】
得られた化成皮膜について、以下の項目を評価した。結果を表１に示す。
（１）鋼板の未塗装耐食性
鋼板の水きり乾燥性の悪い折り曲げ部の外観を、非折り曲げ部位、つまり水きり乾燥性のよい平面部の外観と比較して評価した。
○：同程度、良好。
△：色調の差異はあるが、サビなし。
×：一部にサビあり。
【００３９】
（２）アルミニウム板の塗装後密着性
アルミニウム板を沸騰水に３０分間浸漬した後、塗膜に１ｍｍ角の正方形からなるクロスハッチをいれて、そのクロスハッチ表面にセロハンテープを圧着した後テープを剥がし、塗膜残存数を評価するという、基板目試験により評価した。
【００４０】
実施例２
フッ素イオン濃度を７５ｐｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００４１】
実施例３
フッ素イオン濃度を１２０ｐｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００４２】
比較例１
フッ素イオン濃度を２００ｐｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００４３】
比較例２
フッ素イオン濃度を０ｐｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００４４】
比較例３
塩素酸イオン濃度を０ｐｐｍに、硝酸イオン濃度を０ｐｐｍに、臭素酸イオン濃度を０ｐｐｍに、及び、フッ素イオン濃度を１００ｐｐｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００４５】
比較例４
フッ素イオン濃度を１００ｐｐｍに、及び、ｐＨを３に変更したこと以外は、実施例１と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００４６】
【表１】

【００４７】
表１より、本発明の金属化成処理剤（実施例１〜３）は、鋼板に優れた未塗装耐食性を付与し、かつ、アルミニウム板に良好な塗装後密着性を付与することが明らかとなった。
【００４８】
実施例４
実施例１で得られた金属化成処理剤を用いて、以下のテストピースに実施例１と同様の手順で化成処理を行うことによって化成皮膜を作成し、評価を行った。
鋼板：冷延鋼板（７ｃｍ×１５ｃｍ×０．８ｃｍ）２５０枚。
アルミニウム板：純アルミニウム板（７ｃｍ×１５ｃｍ×０．８ｃｍ）２５０枚。
化成処理を行っている間、補給用薬剤Ａを必要に応じて化成処理剤に添加し、ｐＨを４に制御した。更に、フッ素イオン濃度を測定しながら、下記の組成からなる補給用薬剤Ｂを必要に応じて添加し、フッ素イオン濃度を１５ｐｐｍに制御した。
なお、化成処理は、テストピースにスプレーされた過剰な化成処理剤を回収し、循環させる方法によって連続的な処理を行った。この際、化成処理は、常に化成処理剤が約５０００ｍｌとなるようにして行った。
【００４９】
〈補給用薬剤Ａ（単位：質量％）〉
水　　　　　　　　　　　　　　　５４
７５％リン酸水溶液　　　　　　　３０
７０％硝酸水溶液　　　　　　　０．５
水酸化ナトリウム　　　　　　　５．５
臭素酸ナトリウム　　　　　　　　　５
４３％塩素酸ナトリウム水溶液　　　５
【００５０】
〈補給用薬剤Ｂ（単位：質量％）〉
水　　　　　　　　　　　　　　　８０
フッ化カリウム　　　　　　　　　　９
酸性フッ化カリウム　　　　　　　１１
【００５１】
比較例５
化成処理を行っている間、化成処理剤のｐＨ及びフッ素イオン濃度の制御を行わず、補給用薬剤Ａ及びＢをそれぞれ一定量（１ｍｌ／分）化成処理剤中に添加し続けたこと以外は、実施例４と同様にして化成皮膜を作成し、評価を行った。
【００５２】
実施例４の化成処理剤は、処理中のｐＨ及びフッ素イオン濃度が本発明の範囲から外れることはなかった。また、実施例４で得られた化成塗膜は、鋼板全体に良好な未塗装耐食性を付与し、アルミニウム板全体に良好な塗装後密着性を付与することが分かった。
比較例５の化成処理方法は、化成処理剤１Ｌあたり０．５ｍ^２の負荷処理後において、ｐＨ及びフッ素イオン濃度が本発明の範囲から外れる結果となった。また、比較例５で得られた化成皮膜は、鋼板全体に充分な未塗装耐食性を付与できなかった。同様に、アルミニウム板全体に良好な塗装後密着性を付与することはできなかった。
【００５３】
上記結果から、化成処理剤のｐＨ及びフッ素イオン濃度を本発明の範囲内に制御することにより、長時間にわたって金属表面を処理した場合にも、開始時と変わらない良好な化成皮膜が得られることが分かった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の金属化成処理剤は、上述した構成よりなるので、鉄系基材及び亜鉛系基材に優れた未塗装耐食性及び塗装後耐食性を付与しつつ、アルミニウム系基材に良好な塗装後密着性を付与するものである。このため、鉄系基材、アルミニウム系基材及び／又は及び亜鉛系基材の化成処理を行う際に、化成処理剤を変更する必要がなくなり、作業性及びコストの面で大きな利点を有する。また、鉄系基材とアルミニウム系基材の双方を有する被処理基材を処理する場合にも、それぞれの基材に充分な未塗装耐食性、塗装後耐食性及び塗装後密着性を付与することができる。

Claims (3)

1. フッ素イオン、リン酸イオン、並びに、塩素酸イオン、硝酸イオン及び臭素酸イオンからなる群から選択される少なくとも１種の酸化性促進剤からなる金属化成処理剤によって金属表面を処理する金属化成処理方法であって、前記金属化成処理剤は、処理中のｐＨが３．５〜５．０に制御され、かつ、
   フッ素イオン濃度が１０〜１５０ｐｐｍに制御されるものであり、
   前記金属は、鉄、アルミニウム及び／又は亜鉛系基材である
   ことを特徴とする金属化成処理方法。
2. 金属化成処理剤は、フッ素イオン電極法によりフッ素イオン濃度を測定することによって処理中のフッ素イオン濃度の制御をされるものである請求項１記載の金属化成処理方法。
3. 金属化成処理は、リン酸鉄化成処理である請求項１又は２記載の金属化成処理方法。