JP2006028597A

JP2006028597A - 防錆処理剤及び防錆処理方法

Info

Publication number: JP2006028597A
Application number: JP2004210319A
Authority: JP
Inventors: Manabu Inoue; 学井上; Yasuhiro Arai; 康弘新井
Original assignee: Dipsol Chemicals Co Ltd
Current assignee: Dipsol Chemicals Co Ltd
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】本発明は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面に、耐食性の優れた防錆皮膜を形成する防錆処理剤、及びその防錆処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面用の防錆処理剤であって、水溶性アミノ官能性シランカップリング剤を含み、実質的にアルコールを含まないことを特徴とする前記防錆処理剤を提供する。

Description

本発明は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面用の防錆処理剤、及びその防錆処理方法に関するものである。

近年、金属表面の防食方法として亜鉛又は亜鉛合金めっきを行う方法が比較的多く使用されているが、めっき単独では耐食性が十分ではなく、めっき後クロム酸処理、いわゆるクロメート処理が産業界で広範囲に採用されている。しかしながら、近年、六価クロムが人体や環境に悪い影響を与える事が指摘され、六価クロムの使用を規制する動きが、活発になってきている。
六価クロムを使用しない方法として、三価クロメート処理やケイ酸塩等処理（例えば、特許文献１参照）が提案されている。しかし、これらの処理では耐食性が十分とは言えなかった。
また、亜鉛めっきのクロメート処理後、乾燥後に非水溶媒高分子を溶解させた液に浸漬し、加熱乾燥させる方法は耐食性の良い外観の優れた処理方法ではあるが、引火性の溶媒と加熱乾燥させるため、防災対策を十分に行う必要があり、実用化に難点があった。

特開平０９−０５３１９２号公報

本発明は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面に、耐食性の優れた防錆皮膜を形成する防錆処理剤、及びその防錆処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、水溶性アミノ官能性シランカップリング剤を含み、実質的にアルコールを含まない防錆処理剤を用いて、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面を処理することにより、上記課題を効率的に解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面用の防錆処理剤であって、水溶性アミノ官能性シランカップリング剤を含み、実質的にアルコールを含まないことを特徴とする前記防錆処理剤を提供する。
また、本発明は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面を前記防錆処理剤と接触させる工程、及び１００℃以上の温度で乾燥する工程を含む、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面の防錆処理方法を提供する。

本発明の防錆処理剤は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面のための防錆処理剤であって、水溶性アミノ官能性シランカップリング剤を含む。
水溶性アミノ官能性シランカップリング剤としては、下記構造式（Ｉ）で表される化合物が好ましい。

（Ｉ）
（式中、Ｒ₁は炭素数２〜３のアルキレン基であり、Ｒ₂は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ₃及びＲ₄はそれぞれ独立して水素、炭素数１〜３のアルキル基又はエチルアミノ基であり、ｎは０〜２の整数である。）

好ましい水溶性アミノ官能性シランカップリング剤としては、アミノエチルシラノール、アミノプロピルメチルジシラノール、アミノプロピルシラノール等が挙げられる。前記水溶性アミノ官能性シランカップリング剤は、単独で使用してもよく、また２種以上組み合わせて使用してもよい。
本発明の防錆処理剤中の前記水溶性アミノ官能性シランカップリング剤の濃度は、０．５〜３０質量％が好ましく、より好ましくは１〜２０質量％である。

前記水溶性アミノ官能性シランカップリング剤は下記構造式（II）で表される化合物を前記処理剤中で加水分解することによって生成してもよい。

（II）
（式中、Ｒ₁は炭素数２〜３のアルキレン基であり、Ｒ₂は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｒ₃及びＲ₄はそれぞれ独立して水素、炭素数１〜３のアルキル基又はエチルアミノ基であり、Ｙは炭素数１〜３のアルコキシ基であり、ｎは０〜２の整数である。）

好ましい水溶性アミノ官能性シランカップリング剤としては、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。前記水溶性アミノ官能性シランカップリング剤は、単独で使用してもよく、また２種以上組み合わせて使用してもよい。
また、引火、爆発の危険をなくし、安全に使用できるように、加水分解により発生するアルコールは、予め除去しておくことが好ましい。アルコールを除去する方法としては、減圧蒸留、分留が挙げられる。前記処理剤中のアルコールの濃度は、好ましくは３ｇ／Ｌ未満であり、より好ましくは２ｇ／Ｌ未満である。
また、本発明の防錆処理剤のｐＨは、７〜１２が好ましく、より好ましくは９〜１１である。
なお、本発明の防錆処理剤の残分は水である。

本発明の防錆処理剤で処理する基体としては、鉄、ニッケル、銅などの各種金属、及びこれらの合金、あるいは亜鉛置換処理を施したアルミニウムなどの金属や合金の板状物、直方体、円柱、円筒、球状物など種々の形状のものが挙げられる。
本発明では、先ず基体上に、常法により亜鉛又は亜鉛合金めっきを析出させる。基体上に亜鉛又は亜鉛合金めっきを析出させるには、硫酸浴、アンモン浴、カリ浴などの酸性浴、アルカリノーシアン浴、アルカリシアン浴等のアルカリ浴のいずれでも良い。
本発明は、亜鉛又は亜鉛合金めっきに直接防錆処理しても良いが、さらに三価クロメート処理した上で防錆処理を行うこともできる。さらに、三価クロメート処理した後、オーバーコート処理を施した上で防錆処理しても良い。
三価クロメート処理剤として、市販の三価クロメート処理剤を使用することができる。例えば、ディップソール株式会社製ＺＴ−４４４、ＺＴＢ−４４７等が挙げられる
オーバーコート処理剤としては特願２００３−１９０４４５号に記載される三価クロメート用オーバーコート処理剤を使用することができる。例えばディップソールＺＴＢ−１１８のような三価クロメート用オーバーコート処理剤が挙げられる。
本発明の防錆処理方法は、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面を上記防錆処理剤と接触させる工程を含む。例えば、上記防錆処理剤に、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面を水洗し、又は水洗しないで浸漬し、水洗しないで乾燥後、加熱する。この場合、浸漬温度は、５〜８０℃が好ましく、より好ましくは２０〜４０℃である。浸漬時間は、１〜６０秒が好ましく、より好ましくは５〜２０秒である。
乾燥は通常の方法で良いが、遠心脱水乾燥（室温〜１００℃、１〜１０分）が好ましい。加熱温度は１００℃以上が好ましく、より好ましくは１００℃〜３００℃である。加熱時間は、１〜１２０分が好ましく、より好ましくは５〜２０分である。

実施例１−４
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに水溶性アミノ官能基シランカップリング剤ＫＢＰ−９０（信越化学工業株式会社製）を用いて防錆処理を施した。
実施例５−８
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに三価クロメート処理を行った。処理後、水溶性シランカップリング剤ＫＢＰ−９０を用いて防錆処理を施した。
実施例９−１５
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに黒色三価クロメート処理を行った。処理後、水溶性シランカップリング剤ＫＢＰ−９０を用いて防錆処理を施した。
実施例１６−２２
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに黒色三価クロメート処理を行った。処理後、リン酸系オーバーコート処理剤を用いてオーバーコート処理を施した。その後、水溶性シランカップリング剤ＫＢＰ−９０を用いて防錆処理を施した。

比較例１
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施した。三価クロメート処理、オーバーコート処理、及び防錆処理は施さなかった。
比較例２
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものを、三価クロメート処理を行った。
オーバーコート処理、及び防錆処理は施さなかった。
比較例３
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに黒色三価クロメート処理を行った。オーバーコート処理、及び防錆処理は施さなかった。
比較例４
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに黒色三価クロメート処理を行った。処理後、リン酸系オーバーコート処理を施したが、防錆処理は施さなかった。

比較例５−８
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに黒色三価クロメート処理を行った。処理後、水溶性シランカップリング剤ＫＢＰ−９０を用い防錆処理を施した。
比較例９−１２
Ｍ３小ネジに塩化浴亜鉛めっき８μｍを施したものに黒色三価クロメート処理を行った。処理後、リン酸系オーバーコート処理を施した。その後、水溶性シランカップリング剤ＫＢＰ−９０を用いて防錆処理を施した。
尚、実施例１−２２、及び比較例１−１２の処理条件は表１に示す通りである。また、処理工程は以下の通りである。

塩化浴亜鉛めっき^*1 → 水洗 → 三価クロメート処理^*2又は黒色三価クロメート処理^*3 → 水洗 → オーバーコート処理^*4 → 乾燥^*5 → 防錆処理（本発明） → 遠心脱水乾燥^*6 → 加熱
^*1：ディップソール株式会社製ＥＺ−９８８浴を使用した。
^*2：ディップソール株式会社製ＺＴ−４４４Ａ（１００ｍＬ／Ｌ）及びＺＴ−４４４Ｂ（２０ｍＬ／Ｌ）を混合して使用した。
^*3：ディップソール株式会社製ＺＴＢ−４４７ＡＫを使用した。
^*4：ディップソール株式会社製ＺＴＢ−１１８（リン酸系仕上げ剤）を使用した。
^*5：１００℃−５分（オーバーコート処理を行わない場合は省略）
^*6：室温−３分

塩水噴霧試験
実施例１−２２及び比較例１−１２で得られたＭ３小ネジの処理品の塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ−２３７１）の結果をまとめて表２に示す。表２に示されるように、実施例では、対応する比較例よりも高い耐食性が得られた。

表１防錆処理の処理条件

表２塩水噴霧試験結果

Claims

亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面用の防錆処理剤であって、水溶性アミノ官能性シランカップリング剤を０．５〜３０質量％含み、実質的にアルコールを含まないことを特徴とする前記防錆処理剤。
水溶性アミノ官能性シランカップリング剤の濃度が１〜２０質量％である請求項１記載の防錆処理剤。
ｐＨが７〜１２である請求項１又は２記載の防錆処理剤。
亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面を請求項１〜３のいずれか１項記載の防錆処理剤と接触させる工程、及び１００℃以上の温度で乾燥する工程を含む、亜鉛若しくは亜鉛合金めっき表面、前記めっき表面の三価クロメート処理表面、又は前記三価クロメート処理表面にオーバーコート処理を施した表面の防錆処理方法。