JP2008285716A - Method for forming corrosion resistant film on zinc metal surface - Google Patents

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俊朗 上宇宿
Yuichi Kawato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zinc metal surface treatment method excellent in safety and operability by which a coating having excellent rust prevention performance to white color rust can be provided. <P>SOLUTION: A method for forming a corrosion resistant film on a zinc surface is characterized in that (1) the zinc surface is subjected to oxidation treatment, (2) the zinc surface subjected to the oxidation treatment is brought into contact with a coating treatment liquid containing a silicic compound having a pH of 9 to 14, or the steps of (1) and (2) are simultaneously performed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、亜鉛表面に耐食性被膜を形成させる方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a corrosion-resistant film on a zinc surface.

鉄鋼製品・部品の防錆・防食方法として亜鉛系メッキが安価で信頼性のある効果的な方法として採用されてきた。さらにその亜鉛メッキの防錆・防食能力を向上させるために、従来から六価クロム(Cr(VI))の化合物による不動態化処理、いわゆるクロメート処理がメッキ表面に施され、耐食性に優れた保護被膜の形成の方法として採用されている。   Zinc-based plating has been adopted as an inexpensive, reliable and effective method for preventing rust and corrosion of steel products and parts. Furthermore, in order to improve the anti-corrosion and anti-corrosion ability of the zinc plating, a passivation treatment with a hexavalent chromium (Cr (VI)) compound, so-called chromate treatment, has been applied to the plating surface to protect it with excellent corrosion resistance. It is adopted as a method for forming a film.

クロメート処理は電気亜鉛メッキに引き続き、Cr(VI)化合物を含む所定の溶液に浸漬処理後乾燥という簡便で経済的な処理工程で優れた耐食性を付与することができる。しかしながらこのCr(VI)は細胞膜をとおりやすく大きな毒性があることが知られ、近年は表面処理に使用することが規制され始めた。   The chromate treatment can give excellent corrosion resistance in a simple and economical treatment step of dipping and drying in a predetermined solution containing a Cr (VI) compound following electrogalvanization. However, it is known that Cr (VI) easily passes through the cell membrane and has great toxicity, and in recent years, its use for surface treatment has begun to be regulated.

このためまずCr(VI)を含まないCr(III)化合物を主成分とする表面処理液が提案されている。たとえば特許文献1にはCr(III)イオン、珪酸塩、フッ化物及び酸を含有することを特徴とする化成処理液が記載されている。しかし、当該化成処理液は、液安定性が悪い、処理方法が煩雑など多くの欠点を有している。さらにCr(III)は、酸化されCr(VI)を生成するという問題もあるため、全くのクロムフリー組成の化成処理液が望ましい。   For this reason, first, a surface treatment liquid mainly composed of a Cr (III) compound not containing Cr (VI) has been proposed. For example, Patent Document 1 describes a chemical conversion treatment liquid characterized by containing Cr (III) ions, silicates, fluorides and acids. However, the chemical conversion treatment liquid has many drawbacks such as poor liquid stability and complicated treatment methods. Further, since Cr (III) has a problem that it is oxidized to produce Cr (VI), a chemical conversion treatment liquid having a completely chromium-free composition is desirable.

このためクロムを全く用いないいくつかの表面処理技術が以下の文献において提案されている。   For this reason, several surface treatment techniques that do not use chromium at all have been proposed in the following documents.

しかしながらこれらの処理方法も必ずしも満足行くものではなかった。特許文献2にはモリブデン酸、又はモリブデン酸塩の1種以上をモリブデン換算で10〜200g/l、アルミニウムの燐酸塩を0.01g/l以上含み、かつ有機酸又は無機酸を添加してpH1〜6に調製した酸性溶液で亜鉛被覆鋼材を処理する、亜鉛被覆鋼材の防錆処理方法が記載されている。しかし、当該方法は、耐食性が不足しているという問題がある。   However, these treatment methods are not always satisfactory. Patent Document 2 contains at least one molybdic acid or molybdate in terms of molybdenum of 10 to 200 g / l, aluminum phosphate of 0.01 g / l or more, and an organic acid or inorganic acid is added to adjust the pH to 1 The rust prevention processing method of zinc covering steel materials which treats zinc covering steel materials with the acidic solution prepared in -6 is described. However, this method has a problem that the corrosion resistance is insufficient.

特許文献3には、金属基体を(A)酸化性物質、(B)珪酸塩及び/又は二酸化珪素、ならびに(C)チタンイオンを含有し、pHが0.5〜6.0の範囲にある処理液に浸漬する方法が記載されている。しかし、この方法において用いる処理液は、酸化性物質の消耗とともにチタンが沈殿してしまうという問題がある。また、当該処理液中の珪酸化合物が沈殿ゲル化を生じるため浴の安定性が悪く実際の使用には適さない。   In Patent Document 3, the metal substrate contains (A) an oxidizing substance, (B) a silicate and / or silicon dioxide, and (C) a titanium ion, and has a pH in the range of 0.5 to 6.0. A method of immersing in a treatment solution is described. However, the treatment liquid used in this method has a problem that titanium is precipitated as the oxidizing substance is consumed. Moreover, since the silicic acid compound in the treatment solution causes precipitation gelation, the stability of the bath is poor and is not suitable for actual use.

特許文献4には、被処理物を硝酸液に浸漬してその亜鉛めっき表面の酸化被膜を除去し、水洗した後に、被処理物を2価のマンガン塩(硫酸マンガン等)、アルミニウム塩及び亜鉛塩の少なくとも1種以上の金属塩と、珪酸アルカリ塩とを含有し、pH0.5〜3に調整されてなる亜鉛系めっき品用化成処理液に浸漬する方法が記載されている。しかし、当該方法にて用いる化成処理液は、珪酸アルカリ塩と金属多価カチオンとが共存しているために金属珪酸塩として沈殿してしまうため、浴の安定性が悪いという問題がある。   In Patent Document 4, the object to be treated is immersed in a nitric acid solution to remove the oxide film on the surface of the zinc plating, washed with water, and then treated with a divalent manganese salt (such as manganese sulfate), an aluminum salt, and zinc. It describes a method of immersing in a chemical conversion treatment solution for zinc-based plated products, which contains at least one metal salt of a salt and an alkali silicate salt and is adjusted to pH 0.5-3. However, the chemical conversion treatment solution used in this method has a problem that the stability of the bath is poor because the alkali silicate salt and the metal polyvalent cation coexist and precipitate as a metal silicate.

特許文献5には亜鉛表面を有する金属部材の表面に燐酸亜鉛で化成処理を施して化成処理膜を形成した後、当該化成処理膜の表面に、アルコール溶媒又は水とアルコールとの混合溶媒中にシリカ成分又はシリカに変化する成分を含む非クロム表面処理剤溶液を塗布する方法が記載されている。アルコールは、揮発しやすく、溶液の成分濃度が変化しやすく、引火性であるために防爆設備が必要になる。毒性は大きくないとはいえ作業者は常にアルコールにさらされることになり、作業環境としては劣悪にならざるを得ない。いずれにせよ、良好に作業するには設備投資が必要になり現在のメッキ業者の工程に適用することは困難である。さらにアルコール自体のコストが大きいためにクロメート処理を代替することは事実上困難である。
特開昭61−587号公報 特開昭57−5875号公報 特開平9−53192号公報 特開2002−47578号公報 特開2006−225761号公報
In Patent Document 5, a surface of a metal member having a zinc surface is subjected to a chemical conversion treatment with zinc phosphate to form a chemical conversion treatment film, and then the surface of the chemical conversion treatment film is placed in an alcohol solvent or a mixed solvent of water and alcohol. A method of applying a non-chromium surface treatment solution containing a silica component or a component that changes to silica is described. Alcohol is easy to volatilize, the component concentration of the solution is likely to change, and is flammable, so explosion-proof equipment is required. Although the toxicity is not great, workers are always exposed to alcohol, and the working environment must be deteriorated. In any case, a capital investment is required to work well, and it is difficult to apply to the current plating process. Furthermore, it is practically difficult to replace the chromate treatment due to the high cost of the alcohol itself.
Japanese Patent Laid-Open No. 61-587 JP-A-57-5875 Japanese Patent Laid-Open No. 9-53192 JP 2002-47578 A JP 2006-225761 A

本発明が解決しようとする課題は、安全性、操作性に優れ、白錆に対する防錆性能に優れた被覆をもたらすことができる亜鉛金属表面の処理方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method for treating a zinc metal surface, which is excellent in safety and operability and can provide a coating excellent in rust prevention performance against white rust.

本発明者は、上記課題の解決のために鋭意研究を重ねた結果、亜鉛金属又は電気亜鉛メッキ処理した亜鉛金属表面を酸化処理した後、又は酸化処理と同時に、珪酸化合物を主成分とするpH9〜14の処理液で処理することにより、工業的に有利に、極めて優れた防錆性を有する非クロム防錆処理ができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づくものである。   As a result of intensive studies for solving the above problems, the present inventor has obtained a pH 9 based on a silicate compound as a main component after oxidizing the zinc metal or the zinc metal surface subjected to electrogalvanization treatment or simultaneously with the oxidation treatment. It has been found that the treatment with the treatment solution of ˜14 enables a non-chromium rust prevention treatment having an extremely excellent rust prevention property industrially advantageously. The present invention is based on such knowledge.

従って、本発明は、以下の項に示す亜鉛表面に耐食性被膜を形成させる方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method for forming a corrosion-resistant coating on the zinc surface shown in the following section.

項1.(1)亜鉛表面を酸化処理し、
(2)当該酸化処理した亜鉛表面に、pHが9〜14の珪酸化合物を含有するコーティング処理液を接触させるか、又は
(1)及び(2)の工程を同時に行うことを特徴とする、亜鉛表面に耐食性被膜を形成させる方法。
Item 1. (1) Oxidizing the zinc surface,
(2) Zinc characterized by contacting the oxidized zinc surface with a coating treatment liquid containing a silicic acid compound having a pH of 9 to 14, or simultaneously performing the steps (1) and (2) A method of forming a corrosion-resistant film on the surface.

項2.前記酸化処理が、電導性の溶液の中で亜鉛表面を電気的に酸化することにより行われる、項1に記載の方法。   Item 2. Item 2. The method according to Item 1, wherein the oxidation treatment is performed by electrically oxidizing the zinc surface in a conductive solution.

項3.前記珪酸化合物を含有するコーティング処理液が、
(i)水ガラス、
(ii)アルコキシシラン化合物を加水分解し、縮合させたゾル又は
(iii)コロイダルシリカ
であることを特徴とする項1又は2に記載の方法。
Item 3. The coating treatment liquid containing the silicic acid compound,
(I) water glass,
Item 3. The method according to Item 1 or 2, which is a sol obtained by hydrolyzing and condensing an alkoxysilane compound or (iii) colloidal silica.

項4.前記水ガラスが珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸ルビジウム及び珪酸セシウムからなる群より選択される少なくとも1種の珪酸アルカリ塩の水溶液であることを特徴とする、項3に記載の方法。   Item 4. Item 4. The method according to Item 3, wherein the water glass is an aqueous solution of at least one alkali silicate salt selected from the group consisting of lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, rubidium silicate, and cesium silicate.

項5.(1)酸化剤を含む水溶液への亜鉛表面の浸漬、又は亜鉛表面への酸化剤を含む水溶液の噴霧により亜鉛表面を酸化処理し、
(2)当該酸化処理した亜鉛表面に、pHが9〜14の珪酸化合物を含有するコーティング処理液を接触させる、項1に記載の方法。
Item 5. (1) Oxidizing the zinc surface by immersing the zinc surface in an aqueous solution containing an oxidizing agent or spraying an aqueous solution containing an oxidizing agent on the zinc surface;
(2) The method according to Item 1, wherein the oxidized zinc surface is contacted with a coating treatment liquid containing a silicic acid compound having a pH of 9 to 14.

項6.前記酸化剤が過酸化水素又は過マンガン酸塩であることを特徴とする項5に記載の方法。   Item 6. Item 6. The method according to Item 5, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide or permanganate.

項7.前記水溶液における酸化剤の濃度が0.001〜35重量%であることを特徴とする、項5又は6に記載の方法。   Item 7. Item 7. The method according to Item 5 or 6, wherein the concentration of the oxidizing agent in the aqueous solution is 0.001 to 35% by weight.

項8.前記コーティング処理液が、珪酸化合物を、二酸化珪素として0.5〜30重量%含有することを特徴とする項1〜7のいずれか一項に記載の方法。   Item 8. Item 8. The method according to any one of Items 1 to 7, wherein the coating treatment liquid contains a silicate compound in an amount of 0.5 to 30% by weight as silicon dioxide.

本発明の方法により、亜鉛金属表面上にシリカ質被膜を形成する非クロム表面処理剤を塗布したとき実用レベルの防錆性を付与し難い亜鉛表面を有する金属部材、たとえば表面処理剤との相性が悪い電気亜鉛メッキされた金属部材であっても、その白錆に対する防錆性能を向上させる表面処理を施すことができる。   Compatibility with a metal member having a zinc surface, such as a surface treatment agent, that is difficult to impart a practical level of rust prevention when a non-chromium surface treatment agent that forms a siliceous film on the zinc metal surface is applied by the method of the present invention. Even if it is the electrogalvanized metal member which is bad, surface treatment which improves the rust prevention performance with respect to the white rust can be given.

また、前記処理液を用いると、比較的低温条件下でコーティング層を乾燥することができる。   Moreover, when the said process liquid is used, a coating layer can be dried on comparatively low temperature conditions.

また、本発明によれば、環境、生態系に悪影響を及ぼすクロム化合物を含まない化成処理液が提供可能となる。これによりクロム系廃棄物を削減でき、鉄鋼製品の防錆防食処理に携わる作業者にとって安全な労働環境を可能とするとともに、消費者にとっても健康上安全な商品を提供できることから今後の環境保全対策に資すことができる。   Moreover, according to this invention, the chemical conversion liquid which does not contain the chromium compound which has a bad influence on an environment and an ecosystem can be provided. As a result, it is possible to reduce chrome-based waste, enable a safe working environment for workers involved in the rust and corrosion prevention treatment of steel products, and provide health-safe products for consumers in the future. Can contribute.

また、本発明の方法において用いるコーティング処理液は、アルコール類を本質的に含まず、またはアルコールを含んでも少量であるために、引火を防ぐ防爆設備などの投資が不要であり、安全にコーティング処理をすることができる。   In addition, since the coating treatment liquid used in the method of the present invention does not contain alcohols or contains only a small amount of alcohol, there is no need for an investment such as an explosion-proof facility for preventing ignition, and a safe coating treatment. Can do.

さらに、本発明の方法において用いるコーティング処理液は、ゲル化せず、長期間にわたって安定であるので、処理液の管理が極めて容易である。また排水処理が容易であるために、その取扱いにも優れている。従って、従来のクロメート処理の設備を流用できる上に、環境にも問題が無い有用な処理方法である。   Furthermore, since the coating treatment liquid used in the method of the present invention does not gel and is stable over a long period of time, the management of the treatment liquid is extremely easy. Moreover, since the waste water treatment is easy, the handling is excellent. Therefore, it is a useful treatment method in which conventional chromate treatment equipment can be used and there is no problem in the environment.

以下に、本発明の詳細を実施形態に基づいて更に詳しく説明する。   Below, the detail of this invention is demonstrated in more detail based on embodiment.

本発明において亜鉛表面とは、本発明方法が対象とする、製品、部材等の表面の少なくとも一部が亜鉛により構成されていればよく、電気亜鉛メッキされた鋼材表面だけでなく、亜鉛金属単体の場合も含む。   In the present invention, the zinc surface is not limited to the surface of the steel material plated with zinc, as long as at least a part of the surface of the product, member, etc. targeted by the method of the present invention is made of zinc. Including the case.

また亜鉛金属、亜鉛を主成分とする合金のダイカスト部材にも本発明の非クロム防錆処理方法を適用することにより白錆の発生を長時間抑止できる。   Further, the occurrence of white rust can be suppressed for a long time by applying the non-chromium rust preventive treatment method of the present invention to a die-cast member made of zinc metal or an alloy containing zinc as a main component.

本発明の方法は、亜鉛金属表面を酸化処理した後、又は酸化処理と同時に、珪酸化合物を主成分とするpH9〜14の処理液で処理することにより行われる。   The method of the present invention is carried out by treating the zinc metal surface with a treatment solution having a pH of 9 to 14 containing a silicate compound as a main component after the oxidation treatment or simultaneously with the oxidation treatment.

1.酸化処理
本発明の方法において、酸化処理は、表面の亜鉛金属が酸化できる条件であればいずれでもよいが、好ましくは、電導性溶液中で電気的酸化する方法、又は酸化剤を含む水溶液を用いて亜鉛金属表面を処理する方法である。
1. Oxidation treatment In the method of the present invention, the oxidation treatment may be performed under any conditions as long as the surface zinc metal can be oxidized. Preferably, a method of electrically oxidizing in a conductive solution or an aqueous solution containing an oxidizing agent is used. This is a method for treating a zinc metal surface.

本発明の1つの実施形態において、まず亜鉛表面を電導性溶液中で電気的に酸化する。   In one embodiment of the invention, the zinc surface is first electrically oxidized in a conductive solution.

前記電気的に酸化に使用する溶液は、電解できる溶液であればいずれの溶液でもよい。好ましくは、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、燐酸ナトリウム、燐酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸ルビジウム、珪酸セシウム、塩化チタン、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、バナジン酸ナトリウム、バナジン酸カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、タングステン酸ナトリウム、タングステン酸カリウムなどが挙げられる。   The solution used for the electrical oxidation may be any solution as long as it can be electrolyzed. Preferably, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium permanganate, potassium permanganate, lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, rubidium silicate, cesium silicate, titanium chloride, sodium molybdate, potassium molybdate , Sodium vanadate, potassium vanadate, sodium borate, potassium borate, sodium tungstate, potassium tungstate and the like.

電気的に酸化処理する際の電圧は、両極端子間の電圧が0.1V〜10V(好ましくは1V〜5V)の範囲内であればいずれでもよい。   The voltage at the time of the electrical oxidation treatment may be any as long as the voltage between the two electrode terminals is within the range of 0.1 V to 10 V (preferably 1 V to 5 V).

電圧を印加する時間は、通常、0.1秒〜60分、好ましくは1秒〜10分である。   The time for applying the voltage is usually 0.1 second to 60 minutes, preferably 1 second to 10 minutes.

酸化処理の間、電圧は一定に維持させていても、上記範囲内で適宜変化させてもよい。   During the oxidation treatment, the voltage may be kept constant or may be appropriately changed within the above range.

電気的に酸化処理する際の温度は、0℃から100℃の範囲内であればいずれでもよい。   The temperature during the electrical oxidation treatment may be any as long as it is within the range of 0 ° C to 100 ° C.

本発明の別の実施形態において、酸化剤を含む水溶液を用いて亜鉛表面を処理することにより酸化処理を行うこともできる。   In another embodiment of the present invention, the oxidation treatment can be performed by treating the zinc surface with an aqueous solution containing an oxidizing agent.

酸化剤を含む水溶液を用いて亜鉛金属表面を処理する方法としては、例えば、酸化剤を含む水溶液への対象製品の浸漬、亜鉛金属表面への酸化剤を含む水溶液の噴霧等を挙げることができる。   Examples of the method for treating a zinc metal surface using an aqueous solution containing an oxidizing agent include immersion of the target product in an aqueous solution containing an oxidizing agent, spraying of an aqueous solution containing an oxidizing agent onto the zinc metal surface, and the like. .

前記酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過マンガン酸塩等を挙げることができる。   Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide and permanganate.

過酸化水素水は、好ましくは、過酸化水素を0.1〜35重量%含有する水溶液である。特に好ましいのは1〜10重量%である。0.1重量%より少ないと酸化する効果が小さく、酸化するための時間がかかりすぎる。35重量%を超えると過酸化水素水の溶液が安定ではなくなる。酸化処理する温度は0℃から100℃の範囲内であればいずれでもよい。低温であれば処理時間が長くなり、高温で処理する場合短時間で処理できる。処理時間は好ましくは1秒から30分であり、特に好ましくは10秒から15分である。酸化処理後は水などで洗浄しても良く、乾燥機や熱風などで乾燥処理してもよい。   The hydrogen peroxide solution is preferably an aqueous solution containing 0.1 to 35% by weight of hydrogen peroxide. Particularly preferred is 1 to 10% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the effect of oxidizing is small, and it takes too much time to oxidize. If it exceeds 35% by weight, the hydrogen peroxide solution becomes unstable. The oxidation treatment temperature may be any as long as it is within the range of 0 ° C to 100 ° C. If it is low temperature, processing time will become long, and when processing at high temperature, it can process in a short time. The treatment time is preferably 1 second to 30 minutes, particularly preferably 10 seconds to 15 minutes. After the oxidation treatment, it may be washed with water or the like, and may be dried with a dryer or hot air.

前記過マンガン酸塩水溶液は、好ましくは過マンガン酸リチウム、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウムである。当該水溶液は、過マンガン酸塩を、好ましくは0.001〜20重量%、特に好ましくは0.01〜5重量%含有する。0.001重量%より少ないと酸化する効果が小さく、酸化するための時間が長くかかりすぎる。20重量%を超えると過マンガン酸塩の溶解度が足りなくなる。酸化処理する温度は0℃から100℃の範囲内であればいずれでもよい。低温であれば処理時間が長くなり、高温で処理する場合短時間で処理できる。処理時間は好ましくは1秒から30分であり、特に好ましくは10秒から15分である。酸化処理後は水などで洗浄しても良く、乾燥機や熱風などで乾燥処理してもよい。   The aqueous permanganate solution is preferably lithium permanganate, sodium permanganate, or potassium permanganate. The aqueous solution preferably contains 0.001 to 20% by weight, particularly preferably 0.01 to 5% by weight, of permanganate. If it is less than 0.001% by weight, the effect of oxidation is small, and it takes too long to oxidize. If it exceeds 20% by weight, the solubility of permanganate will be insufficient. The oxidation treatment temperature may be any as long as it is within the range of 0 ° C to 100 ° C. If it is low temperature, processing time will become long, and when processing at high temperature, it can process in a short time. The treatment time is preferably 1 second to 30 minutes, particularly preferably 10 seconds to 15 minutes. After the oxidation treatment, it may be washed with water or the like, and may be dried with a dryer or hot air.

これらの工程により酸化処理した亜鉛表面に、後述のコーティング処理をすることにより、耐食性被膜を形成することができる。   A corrosion-resistant film can be formed by subjecting the zinc surface oxidized by these steps to the coating treatment described below.

2.コーティング処理
(コーティング処理液の調製)
本発明方法において用いるコーティング処理液は、珪酸化合物を含む、pH9〜14、好ましくはpH10〜12.5の溶液である。
2. Coating treatment (Preparation of coating solution)
The coating treatment liquid used in the method of the present invention is a solution containing a silicic acid compound and having a pH of 9 to 14, preferably a pH of 10 to 12.5.

本発明の好ましい実施形態において、前記珪酸化合物としては、例えば、珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸ルビジウム、珪酸セシウムから成る群から選択される少なくとも一種の珪酸アルカリ塩、アルコキシシラン化合物、二酸化珪素等を挙げることができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the silicate compound includes, for example, at least one alkali silicate salt selected from the group consisting of lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, rubidium silicate, and cesium silicate, an alkoxysilane compound, and silicon dioxide. Etc.

本発明において、コーティング処理液中の珪酸化合物の濃度は、SiOとして、通常0.5〜30重量%であり、好ましくは1〜5重量%である。 In the present invention, the concentration of silicate compounds in the coating treatment solution, as SiO 2, is usually 0.5 to 30 wt%, preferably 1 to 5 wt%.

珪酸化合物を含むコーティング処理液としては、水ガラス;アルコキシシラン化合物を加水分解し、縮合させたゾル;又はコロイダルシリカ等を挙げることができる。   Examples of the coating treatment liquid containing a silicic acid compound include water glass; a sol obtained by hydrolyzing and condensing an alkoxysilane compound; or colloidal silica.

前記コーティング処理液として水ガラスを用いる場合、水ガラスとしては、例えば、前述の珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸ルビジウム、珪酸セシウムから成る群から選択される少なくとも一種の珪酸アルカリ塩の水溶液を挙げることができる。   When water glass is used as the coating treatment liquid, the water glass is, for example, an aqueous solution of at least one alkali silicate salt selected from the group consisting of lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, rubidium silicate, and cesium silicate. Can be mentioned.

前記コーティング処理液としてアルコキシシラン化合物を加水分解し、縮合させたゾルを用いる場合、アルコキシシラン化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリ−i−プロポキシシラン、メチルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−t−ブトキシシラン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。これらは、単独で使用してもよく、また2種以上を混合で使用してもよい。これらの中で特に好ましいのはテトラエトキシシランである。   When using a sol obtained by hydrolyzing and condensing an alkoxysilane compound as the coating treatment liquid, examples of the alkoxysilane compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, and tetra-i-propoxysilane. , Tetra-n-butoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltri-i-propoxysilane, methyltri-n- Examples thereof include butoxysilane and methyltri-t-butoxysilane, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, tetraethoxysilane is particularly preferred.

アルコキシシラン化合物を加水分解する方法としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等を含有する塩基性触媒を用いる加水分解を挙げることができる。   Examples of the method for hydrolyzing the alkoxysilane compound include hydrolysis using a basic catalyst containing lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and the like.

前記塩基性触媒としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸水素ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸水素セシウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの塩基性触媒は1種のみを用いてもよく、また2種以上を混合で用いてもよい。好ましい塩基性触媒は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウムである。   Examples of the basic catalyst include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, Examples thereof include, but are not limited to, rubidium carbonate, rubidium hydrogen carbonate, cesium carbonate, cesium hydrogen carbonate and the like. These basic catalysts may be used alone or in combination of two or more. Preferred basic catalysts are lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide.

これらの塩基性触媒とアルコキシシラン化合物との使用割合は、前者1モルに対して、後者が、0.5〜5モル、好ましくは1〜3モルである。   The usage ratio of these basic catalyst and alkoxysilane compound is 0.5 to 5 mol, preferably 1 to 3 mol, with respect to 1 mol of the former.

本発明において、前記塩基性触媒としては、上記の塩基性触媒に加えて、さらに他の塩基性触媒を併用してもよい。   In the present invention, as the basic catalyst, in addition to the above basic catalyst, another basic catalyst may be used in combination.

本発明における他の塩基性触媒とは、例えば水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、アンモニア、ピロリジン、ピペラジン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の水中で塩基性を示す物質を広く意味する。   Examples of other basic catalysts in the present invention include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, ammonia, pyrrolidine. , Broadly mean substances that show basicity in water, such as piperazine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine.

他の塩基性触媒とアルコキシシラン化合物との使用割合は、前者1モルに対して、後者が、0.1〜2モル、好ましくは0.2〜1モルである。   The usage ratio of the other basic catalyst and the alkoxysilane compound is 0.1 to 2 mol, preferably 0.2 to 1 mol, with respect to 1 mol of the former.

本発明の好ましい実施形態において、コーティング処理液であるゾルは、60℃条件で水に上記塩基性触媒及びアルコキシシランを添加し、撹拌下で溶解して、アルコキシシランを加水分解し、pHを9〜14に調整することによって調製することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, a sol that is a coating treatment liquid is obtained by adding the above basic catalyst and alkoxysilane to water at 60 ° C., dissolving under stirring, hydrolyzing the alkoxysilane, and adjusting the pH to 9 It can be prepared by adjusting to -14.

本発明に用いるコーティング処理液は、任意成分として、金属腐食抑制剤、濡れ性向上剤、キレート剤、染料、顔料、増粘剤、分散剤等を含んでいてもよい。   The coating treatment liquid used in the present invention may contain a metal corrosion inhibitor, a wettability improver, a chelating agent, a dye, a pigment, a thickener, a dispersant and the like as optional components.

(コーティング処理液の接触方法)
上記酸化処理をした亜鉛表面にコーティング処理液を接触させる方法としては、浸漬法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、必要に応じて、刷毛塗り法、スプレー法等の塗布方法を用いてもよい。
(Method of contacting the coating solution)
Examples of the method for bringing the coating treatment liquid into contact with the oxidized zinc surface include an immersion method, but are not limited thereto. Moreover, you may use application methods, such as a brush coating method and a spray method, as needed.

浸漬法は、被処理品の亜鉛表面部分を処理液槽に一定時間浸漬した後、引き上げることにより行われる。当該浸漬処理において、被処理品全体を処理液に浸漬しても、被処理品の一部は処理液に触れない状態で亜鉛表面を浸漬してもよい。   The dipping method is performed by immersing the zinc surface portion of the article to be treated in a treatment liquid tank for a certain time and then pulling it up. In the immersion treatment, the entire surface of the article to be treated may be immersed in the treatment liquid, or a part of the article to be treated may be immersed on the zinc surface without touching the treatment liquid.

当該工程により亜鉛表面に湿潤ゲル膜が形成される。この場合、得られる湿潤ゲル膜の厚みは、処理液の粘度、表面張力及び密度の増加とともに厚くなる。   By this step, a wet gel film is formed on the zinc surface. In this case, the thickness of the wet gel film obtained increases as the viscosity, surface tension and density of the treatment liquid increase.

浸漬法、刷毛塗り法又はスプレー法に用いる本発明のコーティング処理液の密度は、通常1.001〜1.7g/cm(15℃)であり、好ましくは1.05〜1.15g/cm(15℃)である。従って、上記密度のコーティング処理液において、処理液の粘度と引上げ速度を適宜制御することによって、所望の厚さの湿潤ゲル膜を得ることができる。 The density of the coating treatment liquid of the present invention used in the dipping method, brush coating method or spray method is usually from 1.001 to 1.7 g / cm 3 (15 ° C.), preferably from 1.05 to 1.15 g / cm. 3 (15 ° C.). Therefore, a wet gel film having a desired thickness can be obtained by appropriately controlling the viscosity of the treatment liquid and the pulling speed in the coating treatment liquid having the above density.

一回の浸漬又は塗布(刷毛塗り、スプレー法等)で所望の被膜厚さを得られるようにすることが、処理効率の点において重要であるが、一回の浸漬又は塗布によって所望の被膜厚みが得られない場合は、最小限の回数の浸漬又は塗布を繰り返すことによって、所望の厚みの層を得ることもできる。   It is important in terms of processing efficiency to obtain a desired film thickness by a single dipping or coating (brush coating, spraying method, etc.), but a desired film thickness can be obtained by a single dipping or coating. Can not be obtained, a layer having a desired thickness can be obtained by repeating dipping or coating a minimum number of times.

(乾燥処理)
上記工程にて亜鉛表面に形成された湿潤ゲル膜を室温で乾燥すると、耐食性に優れたセラミックスコーティング層が形成される。尚、加熱処理を行うと、乾燥ゲル膜中に残存している水分の除去の他に、残留有機物の除去が行われるので必要により加熱処理を行う。
(Drying process)
When the wet gel film formed on the zinc surface in the above process is dried at room temperature, a ceramic coating layer having excellent corrosion resistance is formed. When heat treatment is performed, in addition to removal of moisture remaining in the dry gel film, residual organic substances are removed, so heat treatment is performed as necessary.

(セラミックスコーティング層(耐食性被膜)の膜厚制御)
被処理物の表面に形成されたセラミックスコーティング層(耐食性被膜)の膜厚を制御するには、被処理物をコーティング処理液槽に浸漬し、引上げ、乾燥処理までのコーティング工程を所望回数繰り返せば良く、コーティング回数に比例して膜厚は増加する。
(Thickness control of ceramic coating layer (corrosion resistant coating))
To control the film thickness of the ceramic coating layer (corrosion-resistant film) formed on the surface of the workpiece, immerse the workpiece in the coating solution bath, pull it up, and repeat the coating process up to the drying process a desired number of times. Well, the film thickness increases in proportion to the number of coatings.

1回のコーティング工程で膜厚を厚くするには、前述の如く処理液の粘度と引上げ速度
を増加させれば良いが、臨界膜厚を超えると、被膜中からの溶媒の揮発に伴って発生する表面に平行に働く引張り応力により被膜に亀裂が発生するので、1回でコーティングする
膜厚を最適に設定する必要がある。それには、処理液の粘度と引上げ速度をパラメータとして、最適な条件を探せば良い。同様に、処理液をスプレー法によって塗布する場合も、その塗布回数によって膜厚を制御できる。しかし、工業的には、浸漬法でもスプレー法でも浸漬あるいは塗布回数が少ない方が望ましい。本発明の方法によって得られるセラミックスコーティング層の厚みは、通常10〜2000nmであり、好ましくは50〜1000nmである。
In order to increase the film thickness in a single coating process, the viscosity of the processing solution and the pulling rate should be increased as described above. However, when the critical film thickness is exceeded, it occurs with the volatilization of the solvent from the film. Since the film is cracked by the tensile stress acting parallel to the surface to be coated, it is necessary to set the film thickness to be coated at one time optimally. For this purpose, an optimum condition may be found by using the viscosity of the processing liquid and the pulling speed as parameters. Similarly, when the treatment liquid is applied by a spray method, the film thickness can be controlled by the number of times of application. However, industrially, it is desirable that the number of times of dipping or coating is small in both the dipping method and the spray method. The thickness of the ceramic coating layer obtained by the method of the present invention is usually 10 to 2000 nm, preferably 50 to 1000 nm.

水の硬度成分であるマグネシウム及びカルシウム、又は亜鉛メッキ表面から析出する可能性のある亜鉛などが珪酸化合物を含むコーティング処理液中に混入すると、珪酸マグネシウム塩、珪酸カルシウム塩、珪酸亜鉛塩として沈殿する可能性がある。これらの析出物はろ過などによって取り除くことができるが、ろ過できない場合などは、コーティング処理液にキレート効果をもつ金属抑制剤を添加することができる。キレート剤は白錆防止効果や、金属表面の美観を損なわない範囲で特に制限なく使用でき、たとえばエチレンジアミンテトラ酢酸及びその塩、ニトリロトリ酢酸及びその塩、クエン酸、シュウ酸などである。   Magnesium silicate, calcium silicate, and zinc silicate precipitate when magnesium and calcium, which are water hardness components, or zinc that may be precipitated from the surface of zinc plating are mixed in a coating solution containing a silicate compound. there is a possibility. These precipitates can be removed by filtration or the like, but when the filtration cannot be performed, a metal inhibitor having a chelating effect can be added to the coating treatment liquid. The chelating agent can be used without particular limitation as long as it does not impair the white rust prevention effect and the aesthetic appearance of the metal surface. Examples thereof include ethylenediaminetetraacetic acid and its salt, nitrilotriacetic acid and its salt, citric acid, and oxalic acid.

亜鉛メッキ表面の濡れ性を改善するために、白錆防止効果や金属表面の美観を損なわない範囲で特に制限なく界面活性剤などの濡れ性向上剤をコーティング処理液に添加することができる。このような添加剤としては、例えば、アルキルエーテルエチレンオキサイド、エチレンオキサイドアルキルアミン、長鎖脂肪酸又はその塩、アルキルベンゼンスルホン酸又はその塩、アルキル硫酸エステル又はその塩、長鎖アルキルアンモニウム塩、長鎖アルキルピリジニウム塩等を挙げることができる。   In order to improve the wettability of the galvanized surface, a wettability improver such as a surfactant can be added to the coating treatment liquid without particular limitation as long as it does not impair the white rust prevention effect and the aesthetic appearance of the metal surface. Examples of such additives include alkyl ether ethylene oxide, ethylene oxide alkylamine, long chain fatty acid or salt thereof, alkylbenzene sulfonic acid or salt thereof, alkyl sulfate ester or salt thereof, long chain alkyl ammonium salt, and long chain alkyl. A pyridinium salt etc. can be mentioned.

上記の記載において、亜鉛表面を酸化処理した後、pH9〜14の珪酸化合物を含有するコーティング液により処理することにより耐食性被膜を形成する実施形態を用いて本発明の方法を説明したが、本発明の方法には、酸化処理とコーティング処理とを同時に行う実施形態も含まれる。   In the above description, the method of the present invention has been described using the embodiment in which the zinc surface is oxidized and then treated with a coating solution containing a silicic acid compound having a pH of 9 to 14 to form a corrosion-resistant film. This method includes an embodiment in which the oxidation treatment and the coating treatment are performed simultaneously.

例えば、亜鉛表面を上記コーティング液に浸漬した状態で両極間に電圧を印加することにより、安定した被膜を形成することができる。   For example, a stable film can be formed by applying a voltage between both electrodes while the zinc surface is immersed in the coating solution.

当該実施形態において、コーティング液の組成は、上記コーティング処理と同様の条件を適用することができる。また、電極間の電圧、処理時間、温度等は、上記電気的酸化工程と同様の条件を使用することができる。   In the embodiment, the same conditions as in the coating process can be applied to the composition of the coating liquid. Moreover, the conditions similar to the said electrical oxidation process can be used for the voltage between electrodes, processing time, temperature, etc.

以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
1.被膜の形成及び塩水噴霧試験による耐食性評価
酸化剤を含有する水溶液の調製
以下の表1に示す2種類の組成の酸化剤を含有する水溶液を調製した。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples.
1. Evaluation of corrosion resistance by film formation and salt spray test
Preparation of Aqueous Solution Containing Oxidizing Agent An aqueous solution containing oxidizing agents having two compositions shown in Table 1 below was prepared.

Figure 2008285716
Figure 2008285716

コーティング処理液の調製
一般式MO・nSiOで表される組成物を含む本発明のコーティング処理液を調製した。
Preparation of Coating Treatment Liquid A coating treatment liquid of the present invention containing a composition represented by the general formula M 2 O · nSiO 2 was prepared.

ここで、各実施例及び比較例で用いた組成物の濃度(SiO換算)、アルカリ金属Mの種類、及びnの値は、下記表2の通りである。 Here, the concentration (in terms of SiO 2 ), the type of alkali metal M, and the value of n used in each example and comparative example are as shown in Table 2 below.

ここで、表2中、実施例1〜6、比較例1〜2で使用したコーティング処理液は、水ガラスを水に溶解して調製した。   Here, in Table 2, the coating treatment solutions used in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared by dissolving water glass in water.

実施例7〜8及び比較例3〜4については、水に塩基性触媒としてアルカリ金属Mの水酸化物(MOH;Mは、リチウム、ナトリウム、カリウム又はセシウム)とテトラエトキシシランを(テトラエトキシシランのモル数×2)/アルカリ金属Mの水酸化物のモル数が表2のnになるように加え、60℃に加温し、30分間攪拌することにより調製した。テトラエトキシシランが水層から上部に分離した状態から、均一、透明な状態になったことを確認して、処理液とした。   About Examples 7-8 and Comparative Examples 3-4, hydroxide (MOH; M is lithium, sodium, potassium, or cesium) and tetraethoxysilane (tetraethoxysilane) as a basic catalyst in water It was prepared by adding the number of moles of hydroxide of alkali metal M so that the number of moles of hydroxide of alkali metal M would be n in Table 2, heating to 60 ° C. and stirring for 30 minutes. After the tetraethoxysilane was separated from the aqueous layer into the upper part, it was confirmed that it became a uniform and transparent state to prepare a treatment liquid.

尚、実施例1〜10、比較例1〜4で使用したコーティング処理液の密度は、いずれも1.02〜1.06g/cm(15℃)の範囲内であった。 In addition, the density of the coating processing liquid used in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 was in the range of 1.02 to 1.06 g / cm 3 (15 ° C.).

耐食性被膜の形成
試験片として、8×50×2mmの電気亜鉛メッキ(メッキ後の表面処理はしていない)を10μm施した鋼板を用いた。
As a test piece for forming a corrosion-resistant film, a steel plate to which 10 μm of 8 × 50 × 2 mm electrogalvanizing (no surface treatment after plating) was applied was used.

当該試験片を用い、実施例1〜8及び比較例5及び6については、下記表2の条件にて酸化処理を行った。   Using the test pieces, Examples 1 to 8 and Comparative Examples 5 and 6 were subjected to oxidation treatment under the conditions shown in Table 2 below.

次いで、各試験片を、浸漬法により表2に記載のコーティング処理液に接触させた後、10分自然乾燥して、セラミックスコーティング層を形成させた。   Next, each test piece was brought into contact with the coating treatment liquid described in Table 2 by a dipping method, and then naturally dried for 10 minutes to form a ceramic coating layer.

実施例1〜10及び比較例1〜4のいずれのコーティング処理液においても、珪酸化合物のゲル化は生じず、当該コーティング処理は容易に行うことができた。尚、これらのコーティング処理液は、少なくとも半年間、ゲル化が生じず安定であった。   In any of the coating treatment liquids of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4, gelation of the silicate compound did not occur, and the coating treatment could be easily performed. These coating treatment solutions were stable with no gelation for at least half a year.

防錆性試験
得られた各試験片の防錆性(耐候性)を、塩水噴霧試験(JIS Z 2371の試験方法に準ずる)の24時間後の白錆の発生状況によって評価した。
塩水噴霧試験の24時間後の白錆発生評価基準
◎:白錆なし
○:白錆が5%以下
△:白錆が50%以下
×:白錆が50%以上
試験結果は、表2に示す通りである。
Rust prevention test The rust prevention (weather resistance) of each test piece obtained was evaluated by the occurrence of white rust 24 hours after the salt spray test (according to the test method of JIS Z 2371).
Evaluation criteria for white rust generation after 24 hours of salt spray test ◎: No white rust ○: White rust is 5% or less △: White rust is 50% or less ×: White rust is 50% or more Test results are shown in Table 2. Street.

Figure 2008285716
Figure 2008285716

電気的処理による耐食性被膜の形成
試験片として、8×50×2mmの電気亜鉛メッキ(メッキ後の表面処理はしていない)を10μm施した鋼板を用いた。
As a test piece for forming a corrosion-resistant film by electrical treatment, a steel plate on which 10 μm of electrogalvanizing (not subjected to surface treatment after plating) of 8 × 50 × 2 mm was used.

電気的処理液は実施例1のコーティング処理液と実質的に同じであり、水ガラスより調整した。表3に示す条件で、試験片2枚をアノード、カソードとし電気的酸化処理液に浸漬し両極間に電圧をそれぞれ10秒間印加することで処理を施した。アノード側の試験片を水洗し、10分自然乾燥して防錆性試験を行った。   The electrical treatment solution was substantially the same as the coating treatment solution of Example 1, and was prepared from water glass. Under the conditions shown in Table 3, two test pieces were used as an anode and a cathode, immersed in an electrical oxidation treatment solution, and a voltage was applied between both electrodes for 10 seconds to perform the treatment. The anode-side test piece was washed with water and naturally dried for 10 minutes to conduct a rust prevention test.

Figure 2008285716
Figure 2008285716

2.被膜の形成及び耐食性の電気化学的評価
耐食性被膜の形成
実施例11
試験片(以下、電極と示す場合もある)として、エポキシ樹脂で側面を固めた純亜鉛のロッド(ニラコ製 99.9%、Φ=3.00mm)を用いた。試験片の断面を#1500のエメリ紙で湿式研磨した後、粒径0.015μmのアルミナ粉末を用いてバフ研磨を行い、鏡面に磨き上げた。研磨後の試験片をメタノール及び蒸留水で各々2回洗浄し、ただちに下記表面処理を行った。
2. Electrochemical evaluation of coating formation and corrosion resistance
Formation of Corrosion Resistant Coating Example 11
As a test piece (hereinafter also referred to as an electrode), a pure zinc rod (99.9%, manufactured by Niraco, Φ = 3.00 mm) whose side surface was hardened with an epoxy resin was used. The cross section of the test piece was wet polished with # 1500 emery paper, then buffed with alumina powder having a particle size of 0.015 μm, and polished to a mirror surface. The polished test piece was washed twice with methanol and distilled water, and immediately subjected to the following surface treatment.

30%過酸化水素水(和光製特級)に蒸留水を加えて2mol/Lになるように調製した。研磨した電極をこの液に10分間浸漬することで前処理を行った後、蒸留水ですすいだ。   Distilled water was added to 30% hydrogen peroxide water (special grade made by Wako) to prepare 2 mol / L. The ground electrode was pretreated by immersing it in this solution for 10 minutes, and then rinsed with distilled water.

処理液として60℃に加温した珪酸ナトリウム水溶液(SiO=20000ppm、pH=11.3)を入れた恒温槽に、上記の前処理をした電極を10秒間浸漬した。10秒後、電極を50cm/secの速度で引き上げ、10分間風乾させた。 The pretreated electrode was immersed for 10 seconds in a thermostatic bath containing a sodium silicate aqueous solution (SiO 2 = 20000 ppm, pH = 11.3) heated to 60 ° C. as a treatment liquid. After 10 seconds, the electrode was pulled up at a speed of 50 cm / sec and allowed to air dry for 10 minutes.

実施例12
2mol/L過酸化水素水の代わりに1/40Nの過マンガン酸カリウム(関東化学製COD測定用)水溶液を用いて前処理を行い、実施例9と同様の操作を行い、電極に耐食性被膜を形成させた。
Example 12
Pretreatment was performed using an aqueous solution of 1/40 N potassium permanganate (for COD measurement manufactured by Kanto Chemical) instead of 2 mol / L hydrogen peroxide solution, and the same operation as in Example 9 was performed. Formed.

実施例13
試験片として、エポキシ樹脂で側面を固めた純亜鉛のロッド(ニラコ製 99.9%、Φ=3.00mm)を用いた。試験片の断面を#1500のエメリ紙で湿式研磨した後、粒径0.015μmのアルミナ粉末を用いてバフ研磨を行い、鏡面に磨き上げた。研磨後の試験片をメタノール及び蒸留水で各々2回洗浄し、ただちに下記表面処理を行った。
Example 13
As a test piece, a pure zinc rod (99.9% made by Niraco, Φ = 3.00 mm) whose side surface was hardened with an epoxy resin was used. The cross section of the test piece was wet polished with # 1500 emery paper, then buffed with alumina powder having a particle size of 0.015 μm, and polished to a mirror surface. The polished test piece was washed twice with methanol and distilled water, and immediately subjected to the following surface treatment.

0.5mol/Lになるよう炭酸ナトリウム(関東化学特級)を秤りとり、蒸留水を加えて電解液を作成した。研磨した電極を電解液に浸漬し、ポテンショスタットを用いて自然電位から+1.0V(vs.SSE.以下同じ。)まで毎秒1mVの速度で電位を引加、走査することで電極に前処理を施した。   Sodium carbonate (Kanto Chemical Special Grade) was weighed so as to have a concentration of 0.5 mol / L, and distilled water was added to prepare an electrolytic solution. The polished electrode is immersed in an electrolytic solution, and a potential is applied and scanned at a rate of 1 mV per second from a natural potential to +1.0 V (vs. SSE, the same applies hereinafter) using a potentiostat. gave.

前処理を施した電極を蒸留水ですすぎ、直ちに60℃に加温した珪酸ナトリウム水溶液(SiO=20000ppm)に、上記の前処理をした電極を10秒間浸漬した。10秒後、電極を50cm/secの速度で引き上げ、10分間風乾させた。
比較例8
実施例11と同様に電極を研磨し、前処理、表面処理を施さず、比較例8として腐食抵抗測定に用いた。
比較例9
実施例12と同様に電極を研磨した。研磨した電極に前処理をせず、直ちに60℃に加温した珪酸ナトリウム水溶液(SiO=20000ppm)に当該電極を10秒間浸漬した。10秒後、電極を50cm/secの速度で引き上げ、10分間風乾させた。
The pretreated electrode was rinsed with distilled water, and the pretreated electrode was immersed in an aqueous sodium silicate solution (SiO 2 = 20000 ppm) immediately heated to 60 ° C. for 10 seconds. After 10 seconds, the electrode was pulled up at a speed of 50 cm / sec and allowed to air dry for 10 minutes.
Comparative Example 8
The electrode was polished in the same manner as in Example 11 and pretreatment and surface treatment were not performed, and Comparative Example 8 was used for measuring corrosion resistance.
Comparative Example 9
The electrode was polished in the same manner as in Example 12. The ground electrode was immersed in an aqueous solution of sodium silicate (SiO 2 = 20000 ppm) immediately heated to 60 ° C. for 10 seconds without pretreatment. After 10 seconds, the electrode was pulled up at a speed of 50 cm / sec and allowed to air dry for 10 minutes.

腐食抵抗の測定
腐食抵抗は、関数発生器内蔵型ポテンショスタットを用いて電気化学インピーダンスを測定することにより求めた。5.0%NaCl水溶液に、空気を30分以上バブリングし、空気飽和させた。この5.0%NaCl水溶液に各実施例、比較例の電極を浸漬してから1時間後、自然浸漬電位において5mVの交流電圧を広い周波数範囲で印加し、電気化学インピーダンス測定を行った。周波数が1mHz、10kHzでのインピーダンスの差の値を腐食抵抗として用いた。
Measurement of corrosion resistance Corrosion resistance was determined by measuring electrochemical impedance using a potentiostat with a built-in function generator. Air was bubbled into a 5.0% NaCl aqueous solution for 30 minutes or more to saturate the air. One hour after immersing the electrodes of Examples and Comparative Examples in this 5.0% NaCl aqueous solution, an alternating voltage of 5 mV was applied in a wide frequency range at a natural immersion potential, and electrochemical impedance measurement was performed. The value of the difference in impedance at a frequency of 1 mHz and 10 kHz was used as the corrosion resistance.

Figure 2008285716
Figure 2008285716

表4の結果から明らかなように、表面処理を施す前に前処理を行うことで、表面処理のみの場合、前処理のみの場合に比べて腐食抵抗値が上昇している。   As is clear from the results in Table 4, the corrosion resistance value is increased in the case of only the surface treatment by performing the pretreatment before the surface treatment.

Claims (8)

(1)亜鉛表面を酸化処理し、
(2)当該酸化処理した亜鉛表面に、pHが9〜14の珪酸化合物を含有するコーティング処理液を接触させるか、又は
(1)及び(2)の工程を同時に行うことを特徴とする、亜鉛表面に耐食性被膜を形成させる方法。
(1) Oxidizing the zinc surface,
(2) Zinc characterized by contacting the oxidized zinc surface with a coating treatment liquid containing a silicic acid compound having a pH of 9 to 14, or simultaneously performing the steps (1) and (2) A method of forming a corrosion-resistant film on the surface.
前記酸化処理が、電導性の溶液の中で亜鉛表面を電気的に酸化することにより行われる、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the oxidation treatment is performed by electrically oxidizing a zinc surface in a conductive solution. 前記珪酸化合物を含有するコーティング処理液が、
(i)水ガラス、
(ii)アルコキシシラン化合物を加水分解し、縮合させたゾル又は
(iii)コロイダルシリカ
であることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
The coating treatment liquid containing the silicic acid compound,
(I) water glass,
The method according to claim 1 or 2, which is (ii) a sol obtained by hydrolyzing and condensing an alkoxysilane compound or (iii) colloidal silica.
前記水ガラスが珪酸リチウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸ルビジウム及び珪酸セシウムからなる群より選択される少なくとも1種の珪酸アルカリ塩の水溶液であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 4. The method according to claim 3, wherein the water glass is an aqueous solution of at least one alkali silicate salt selected from the group consisting of lithium silicate, sodium silicate, potassium silicate, rubidium silicate and cesium silicate. (1)酸化剤を含む水溶液への亜鉛表面の浸漬、又は亜鉛表面への酸化剤を含む水溶液の噴霧により亜鉛表面を酸化処理し、
(2)当該酸化処理した亜鉛表面に、pHが9〜14の珪酸化合物を含有するコーティング処理液を接触させる、請求項1に記載の方法。
(1) Oxidizing the zinc surface by immersing the zinc surface in an aqueous solution containing an oxidizing agent or spraying an aqueous solution containing an oxidizing agent on the zinc surface;
(2) The method according to claim 1, wherein a coating treatment liquid containing a silicic acid compound having a pH of 9 to 14 is brought into contact with the oxidized zinc surface.
前記酸化剤が過酸化水素又は過マンガン酸塩であることを特徴とする請求項5に記載の方法。 6. The method of claim 5, wherein the oxidant is hydrogen peroxide or permanganate. 前記水溶液における酸化剤の濃度が0.001〜35重量%であることを特徴とする、請求項5又は6に記載の方法。 The method according to claim 5 or 6, wherein the concentration of the oxidizing agent in the aqueous solution is 0.001 to 35% by weight. 前記コーティング処理液が、珪酸化合物を、二酸化珪素として0.5〜30重量%含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the coating treatment liquid contains 0.5 to 30 wt% of a silicic acid compound as silicon dioxide.
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