JP3072757B2 - 高耐久性表面調整剤 - Google Patents

高耐久性表面調整剤

Info

Publication number
JP3072757B2
JP3072757B2 JP08298068A JP29806896A JP3072757B2 JP 3072757 B2 JP3072757 B2 JP 3072757B2 JP 08298068 A JP08298068 A JP 08298068A JP 29806896 A JP29806896 A JP 29806896A JP 3072757 B2 JP3072757 B2 JP 3072757B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
titanium
phosphate
tripolyphosphate
ppm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP08298068A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09249978A (ja
Inventor
清一郎 白幡
光男 四ノ宮
保 傍田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Paint Co Ltd
Nippon Paint Holdings Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
Nippon Paint Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Paint Co Ltd, Nippon Paint Holdings Co Ltd filed Critical Nippon Paint Co Ltd
Priority to JP08298068A priority Critical patent/JP3072757B2/ja
Publication of JPH09249978A publication Critical patent/JPH09249978A/ja
Priority to US08/955,597 priority patent/US5908512A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3072757B2 publication Critical patent/JP3072757B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/78Pretreatment of the material to be coated
    • C23C22/80Pretreatment of the material to be coated with solutions containing titanium or zirconium compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料に対する
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。
【0002】
【従来の技術】自動車車体、家電製品等は、鋼板、亜鉛
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。
【0003】表面調整処理は、次の工程であるリン酸塩
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。
【0004】表面調整剤が有する表面調整性能は、表面
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。
【0005】表面調整剤においては、pHの調整等によ
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。
【0006】特開平2−83203号公報には、安定し
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。
【0007】しかし、この方法により得られる表面調製
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。
【0008】特公昭58−55229号公報には、チタ
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。
【0009】しかしながら、使用されるピロリン酸根イ
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。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の現況
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。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の高耐久性表面調
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。
【0012】本発明の高耐久性表面調整剤は、鉄、亜鉛
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。
【0013】本発明の高耐久性表面調整剤は、チタンイ
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。
【0014】上記チタンイオンが1ppm未満である
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。
【0015】上記リン酸根イオンが50ppm未満であ
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。
【0016】上記リン酸根イオンの供給源としては特に
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。
【0017】上記トリポリリン酸根イオンが50ppm
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。
【0018】上記トリポリリン酸根イオンの供給源とし
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。
【0019】上記炭酸根イオンが20ppm未満である
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。
【0020】上記重炭酸イオンの供給源としては特に限
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。
【0021】上記炭酸イオンの供給源としては特に限定
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。
【0022】本発明において、(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。
【0023】上記トリポリリン酸根イオンの添加量は、
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。
【0024】本発明の高耐久性表面調整剤は、pH8.
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。
【0025】本発明においては、更にコロイドを安定化
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。
【0026】本発明においては、更に効果的な緩衝効果
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。
【0027】
【実施例】以下に本発明の参考例及び実施例を掲げて更
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。
【0028】参考例 チタン原料の調製 チタン原料A:硫酸チタン7.0%、無水第二リン酸ナ
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。
【0029】実施例1〜2及び比較例1〜3 チタン原料、無水ピロリン酸ナトリウム又は無水トリポ
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。
【0030】(評価方法)建浴した各表面調整液に、建
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。
【0031】(リン酸亜鉛化成処理)あらかじめ脱脂処
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。
【0032】表1中、○は、均一緻密なリン酸亜鉛皮膜
(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。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明は、上述の構成により、従来の表
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 傍田 保 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本 ペイント株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  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。
JP08298068A 1996-01-10 1996-10-21 高耐久性表面調整剤 Expired - Lifetime JP3072757B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08298068A JP3072757B2 (ja) 1996-01-10 1996-10-21 高耐久性表面調整剤
US08/955,597 US5908512A (en) 1996-01-10 1997-10-22 Highly durable surface-conditioning agent

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2034696 1996-01-10
JP8-20346 1996-01-10
JP08298068A JP3072757B2 (ja) 1996-01-10 1996-10-21 高耐久性表面調整剤
US08/955,597 US5908512A (en) 1996-01-10 1997-10-22 Highly durable surface-conditioning agent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09249978A JPH09249978A (ja) 1997-09-22
JP3072757B2 true JP3072757B2 (ja) 2000-08-07

Family

ID=27282995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08298068A Expired - Lifetime JP3072757B2 (ja) 1996-01-10 1996-10-21 高耐久性表面調整剤

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5908512A (ja)
JP (1) JP3072757B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3072757B2 (ja) * 1996-01-10 2000-08-07 日本ペイント株式会社 高耐久性表面調整剤
KR20190043155A (ko) 2016-08-24 2019-04-25 피피지 인더스트리즈 오하이오 인코포레이티드 금속 기판을 처리하기 위한 알칼리성 조성물
CN108977802B (zh) * 2018-06-29 2021-11-05 唐山钢铁集团有限责任公司 一种实验室模拟汽车用淬火钢板产线磷化方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL102416C (ja) * 1956-02-07
US4152176A (en) * 1978-08-07 1979-05-01 R. O. Hull & Company, Inc. Method of preparing titanium-containing phosphate conditioner for metal surfaces
US4497667A (en) * 1983-07-11 1985-02-05 Amchem Products, Inc. Pretreatment compositions for metals
US4770717A (en) * 1987-09-30 1988-09-13 Monsanto Company Compositions and process for metal treatment
JPH02101174A (ja) * 1988-10-06 1990-04-12 Nippon Paint Co Ltd 冷間加工用リン酸亜鉛処理方法
US5776265A (en) * 1993-10-26 1998-07-07 Henkel Corporation Process for activating a metal surface for conversion coating
US5494504A (en) * 1994-09-12 1996-02-27 Ppg Industries, Inc. Liquid rinse conditioner for phosphate conversion coatings
JP3072757B2 (ja) * 1996-01-10 2000-08-07 日本ペイント株式会社 高耐久性表面調整剤

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09249978A (ja) 1997-09-22
US5908512A (en) 1999-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2806531B2 (ja) 鉄又は鉄合金材料の表面処理用リン酸亜鉛系水溶液及び処理方法
US4168983A (en) Phosphate coating composition
US3864139A (en) Pretreatment compositions and use thereof in treating metal surfaces
US4152176A (en) Method of preparing titanium-containing phosphate conditioner for metal surfaces
US2121574A (en) Art of coating zinc
US4517030A (en) Process for activating steel surface prior to phosphating treatment aqueous activating solution therefor
JPH02190478A (ja) りん酸塩皮膜の形成方法
JP2004218071A (ja) 脱脂兼化成処理剤及び表面処理金属
JP3072757B2 (ja) 高耐久性表面調整剤
US4897129A (en) Corrosion resistant coating
JPH09217180A (ja) 中温リン酸マンガン化成処理液および化成処理方法
JPS5855229B2 (ja) リン酸亜鉛処理用表面調整剤
JPH041073B2 (ja)
US4673445A (en) Corrosion resistant coating
US2001754A (en) Method and material for producing phosphate coating
US2316811A (en) Method of coating ferrous metal surfaces with water insoluble metallic phosphates
US5494504A (en) Liquid rinse conditioner for phosphate conversion coatings
JPH0338343B2 (ja)
JP5300113B2 (ja) 金属表面処理剤、金属表面処理剤を用いた金属表面処理方法及び表面処理を行った鉄部品
JPS6179782A (ja) りん酸塩処理方法
EP0055615B1 (en) A method for forming a conversion coating on a metal surface
US3649343A (en) Chloride concentration control in immersion copper coating
JP2527344B2 (ja) 塗装法
JP2794848B2 (ja) 表面調整剤の補給方法
US7294210B2 (en) Use of substituted hydroxylamines in metal phosphating processes

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090602

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090602

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100602

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100602

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110602

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110602

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120602

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120602

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130602

Year of fee payment: 13

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term