JP3072757B2 - 高耐久性表面調整剤 - Google Patents
高耐久性表面調整剤Info
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
- C23C22/80—Pretreatment of the material to be coated with solutions containing titanium or zirconium compounds
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Description
リン酸塩被膜化成処理の前処理で使用される高耐久性表
面調整剤に関する。
メッキ鋼板等の金属材料を金属成型物とした後、塗装
し、組立て等を行うことにより製品化されている。この
ような金属成型物の塗装は、脱脂、表面調整、化成処
理、電着塗装等の各種工程を経ることにより行われてい
る。
皮膜化成処理において、リン酸塩の結晶からなる皮膜
が、金属表面全体に均一に、迅速に、高い密度で形成さ
れるために施される処理であり、通常、表面調整槽に浸
漬することにより金属表面にリン酸塩の結晶核を形成さ
せるものである。
調整剤に含有されるリン酸チタンのコロイドに起因する
ものである。リン酸チタンコロイドは、経時に伴い溶解
や凝集等を起こし、劣化が進行しやすい等の性質を有す
るものである。
りリン酸チタンコロイドを安定化させてコロイド特性の
低下やサスペンジョン化等に伴う表面調整不良を回避す
る等の技術が検討されている。
た表面調整性能を有するリン酸亜鉛処理用活性化リン酸
チタンを得る方法が開示されている。この方法は、チタ
ン(IV)化合物、及び、オルトリン酸化合物とポリリ
ン酸化合物とメタリン酸化合物とからなる群より選択さ
れる少なくとも1種からリン酸亜鉛処理用活性化リン酸
チタンを得る方法であり、一定の反応条件の下で得られ
るものであっても表面調整性能がバッチ間で大きく変動
する従来の表面調整剤に比べ、安定した表面調整性能を
有する表面調整剤を得ることができるものである。
剤は、表面調整槽内でのpH管理が難しいために、安定
したリン酸チタンコロイドを得ることが難しく、特に大
量の安定した表面調整剤が長期間必要とされる浸漬型処
理においては不利である等の欠点を有する。
ンイオン、リン酸根イオン、ピロリン酸根イオン及び炭
酸根イオンからなるリン酸亜鉛処理用表面調整剤が開示
されている。この表面調整剤は、炭酸根イオンを供給す
る炭酸系化合物の添加によりpHの低下が防がれ、ピロ
リン酸根イオンの添加によりリン酸チタンコロイドの安
定化が図られるものであり、長期間の安定した表面調整
性能を発揮することができる等の特徴を有するものであ
る。また、炭酸系化合物の添加によるpH管理は容易で
あるために、特に長期間の安定性が求められる浸漬型処
理においては有利である等の特徴も有する。
オンは、リン酸チタンコロイドを安定化させる金属キレ
ート剤としては充分な性質を有するものではなく、この
表面調整剤は、耐久性に優れた表面調整剤であるとはい
えない。
に鑑みてなされたものであり、優れた表面調整性能と高
い耐久性とを有する高耐久性表面調整剤を提供すること
を目的とするものである。
整剤は、金属材料に対するリン酸塩被膜化成処理の前処
理である表面調整で使用される高耐久性表面調整剤であ
って、チタンイオン1〜50ppm、リン酸根イオン5
0〜1000ppm、トリポリリン酸根イオン50〜4
00ppm及び炭酸根イオン20〜1500ppmから
なり、(トリポリリン酸根イオンの重量)/(チタンイ
オンの重量)の値が、10〜100であり、pHが、
8.5〜10.0の水溶液である。以下に本発明を詳述
する。
系等の金属材料表面にリン酸チタンのコロイドを付着さ
せるものであり、次に行われるリン酸塩皮膜化成処理工
程における上記コロイドを結晶核とする化成皮膜の生成
を速め、良好な化成皮膜を形成させるものである。
オン1〜50ppm、リン酸根イオン50〜1000p
pm、トリポリリン酸根イオン50〜400ppm及び
炭酸根イオン20〜1500ppmからなる。
と、結晶核となるコロイドが不足し、50ppmを超え
ると、所望の効果を超える効果を得ることがなく経済的
でないので、上記範囲に限定される。上記チタンイオン
の供給源としては特に限定されず、例えば、硫酸チタ
ン、酸化チタン等を挙げることができる。
ると、結晶核となるコロイドが不足し、1000ppm
を超えると、所望の効果を超える効果を得ることがなく
経済的でないので、上記範囲に限定される。
限定されず、例えば、リン酸;第一リン酸のナトリウム
塩等の第一リン酸のアルカリ金属塩;第一リン酸のアン
モニウム塩;第二リン酸のナトリウム塩等の第二リン酸
のアルカリ金属塩;第二リン酸のアンモニウム塩;第三
リン酸のナトリウム塩等の第三リン酸のアルカリ金属
塩;第三リン酸のアンモニウム塩等を挙げることができ
る。
未満であると、金属キレート剤としてコロイドを有効に
安定化させることができず、次に行われるリン酸塩皮膜
化成処理工程において微細な化成皮膜が形成されず、4
00ppmを超えると、金属材料表面と反応してトリポ
リリン酸化合物を形成し、化成皮膜の形成を阻害するの
で、上記範囲に限定される。
ては特に限定されず、例えば、トリポリリン酸のナトリ
ウム塩等のトリポリリン酸のアルカリ金属塩等を挙げる
ことができる。
と、緩衝効果が発揮されずpHが低下し、上記トリポリ
リン酸根イオンと金属材料表面との反応によりトリポリ
リン酸化合物が形成されて化成皮膜の形成が阻害され、
1500ppmを超えると、化成皮膜の形成が阻害され
るので、上記範囲に限定される。本発明の高耐久性表面
調整剤は、上記炭酸根イオンの組成を上記範囲に調整す
ることにより、pHが8.5〜10.0に保たれ、コロ
イドが安定に存在するものとなる。
定されず、例えば、炭酸;酸性炭酸のナトリウム塩等の
酸性炭酸のアルカリ金属塩;酸性炭酸のアンモニウム塩
等を挙げることができる。
されず、例えば、炭酸;炭酸のナトリウム塩等の炭酸の
アルカリ金属塩;炭酸のアンモニウム塩等を挙げること
ができる。
ンの重量)/(チタンイオンの重量)の値は、10〜1
00である。(トリポリリン酸根イオンの重量)/(チ
タンイオンの重量)の値が、10未満であると、コロイ
ドが不安定で凝集しやすく、得られる表面調整剤の耐久
性がなくなり、100を超えると、コロイドが溶解し、
得られる表面調整剤の耐久性がなくなるので、上記範囲
に限定される。好ましくは、20〜40の範囲である。
水の硬度によって適宜選択することができる。例えば、
水の硬度が高い場合には、上記トリポリリン酸根イオン
が、水に含有される金属イオンをキレートし、コロイド
を有効にキレートすることができるものの割合が低下す
るので、添加量を増やすことが好ましい。
5〜10.0である。上記pHが8.5未満であると、
上記トリポリリン酸根イオンと金属材料表面との反応に
よりトリポリリン酸化合物が形成されて化成皮膜の形成
が阻害され、上記pHが10.0を超えると、コロイド
が溶解しやすくなり、不安定となる。好ましくは、pH
9.0〜9.5である。
させ、次に行われるリン酸塩皮膜化成処理工程において
微細な化成皮膜を形成する目的で、ピロリン酸ナトリウ
ムが添加されてもよい。
を得る目的で、炭酸ナトリウム及び重炭酸ナトリウムか
らなる群より選択される少なくとも1種が添加されても
よい。
に詳しく説明するが、本発明はこれらのみに限定される
ものではない。
トリウム72.9%、水20.1%を混合攪拌しながら
100〜120℃にて含水率が1.5%以下になるまで
加温した(約2時間)。得られた粉末をチタン原料Aと
した。チタン原料A中のチタンの重量%は、1.68%
であった。 チタン原料B:硫酸チタン11.0%、無水第二リン酸
ナトリウム68.6%、水20.4%を混合攪拌しなが
ら100〜120℃にて含水率が1.5%以下になるま
で加温した(約2時間)。得られた粉末をチタン原料B
とした。チタン原料B中のチタンの重量%は、2.65
%であった。
リリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウ
ムを表1の各配合量となるように混合し、よく攪拌して
各表面調整剤を調製した。各表面調整剤が0.1(w/
v)%濃度となるように水を加えて、よく攪拌して建浴
した。得られた表面調整剤を用いて下記の方法により評
価を行い、結果を表1に示した。
浴直後から毎日、下記の処理負荷をかけた。 (1)エアレーション エアー200l/1l表面調整液(エアーポンプ使用) (2)金属処理 冷延鋼板(SPC)0.42m2 /1l表面調整液(2
0秒間接液) 亜鉛メッキ鋼板(SGAC)0.42m2 /1l表面調
整液(20秒間接液) 建浴後10日目にリン酸亜鉛化成処理を行い、鋼板の化
成処理皮膜を観察し、表面調整剤の耐久性を判断した。
理した冷延鋼板(SPC)(70×150×0.8m
m)を建浴直後、及び、室温で10日間上の処理負荷を
施した表面調整液に1分間浸漬処理し、ついで、液切り
した後、ただちにリン酸亜鉛処理液(日本ペイント社製
サーフダインSD2500」)に浸漬法にて40℃、2
分間化成処理し、水洗、乾燥した。
(リン酸亜鉛皮膜結晶径1〜3μm)が形成されたこと
を表し、△は、スケのないリン酸亜鉛皮膜(リン酸亜鉛
皮膜結晶径3μm以上)が形成されたことを表し、×
は、スケや黄錆が発生し、リン酸亜鉛皮膜結晶径が3μ
m以上であったことを表す。
面調整剤に比べて優れた耐久性を有し、次の工程である
リン酸塩被膜化成処理工程において、ムラのない均一で
緻密な化成皮膜を得ることができるものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属材料に対するリン酸塩被膜化成処理
の前処理である表面調整で使用される高耐久性表面調整
剤であって、 チタンイオン1〜50ppm、リン酸根イオン50〜1
000ppm、トリポリリン酸根イオン50〜400p
pm及び炭酸根イオン20〜1500ppm、並びに、
アルカリ金属イオン及び/又はアンモニウムイオンを必
須成分とし、必要に応じて、硫酸イオン、ピロリン酸イ
オン及び重炭酸イオンからなる群より選択される少なく
とも1種を含むものであり、 pHが、8.5〜10.0の水溶液であり、 (トリポリリン酸根イオンの重量)/(チタンイオンの
重量)の値が20〜40であり、 これらによってコロイドが安定化することにより高耐久
性を有することを特徴とする高耐久性表面調整剤。
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-
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