JP3411452B2 - クロメ−ト処理液 - Google Patents
クロメ−ト処理液Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、六価Ｃｒの溶出がほと
んどないクロメート皮膜を形成できるクロメート処理液
に関する。
んどないクロメート皮膜を形成できるクロメート処理液
に関する。
【０００２】
【従来技術及び問題点】亜鉛，亜鉛合金，アルミニウ
ム，アルミニウム合金，銅等のめっき鋼板やアルミニウ
ム板にクロメート皮膜を形成する化成処理は、塗布型ク
ロメート処理が主流になっている。塗布型クロメート処
理では、クロム酸，クロム酸塩，重クロム酸塩等の水溶
性クロム化合物の水溶液に水溶性又は水分散性有機樹脂
を添加することによりクロメート処理液を調製し、クロ
メート処理液を塗布した被処理材を水洗することなく乾
燥している。クロメート処理液に含まれるＣｒが全て六
価Ｃｒであると、生成したクロメート皮膜からクロムが
溶出し易く、吸湿性になる。六価Ｃｒの一部を還元剤で
不溶性の３価クロムに還元すると、六価Ｃｒの溶出が抑
えられ、クロメート皮膜が安定化し耐食性，耐湿性が向
上する。
ム，アルミニウム合金，銅等のめっき鋼板やアルミニウ
ム板にクロメート皮膜を形成する化成処理は、塗布型ク
ロメート処理が主流になっている。塗布型クロメート処
理では、クロム酸，クロム酸塩，重クロム酸塩等の水溶
性クロム化合物の水溶液に水溶性又は水分散性有機樹脂
を添加することによりクロメート処理液を調製し、クロ
メート処理液を塗布した被処理材を水洗することなく乾
燥している。クロメート処理液に含まれるＣｒが全て六
価Ｃｒであると、生成したクロメート皮膜からクロムが
溶出し易く、吸湿性になる。六価Ｃｒの一部を還元剤で
不溶性の３価クロムに還元すると、六価Ｃｒの溶出が抑
えられ、クロメート皮膜が安定化し耐食性，耐湿性が向
上する。
【０００３】還元剤としては、澱粉，ポリビニルアルコ
ール，ホルマリン等の有機化合物や過酸化水素等の無機
化合物が従来から使用されている。従来の還元剤でＣｒ
6+→Ｃｒ3+の還元率を５０％より大きくすると、還元率
の上昇に伴ってｐＨが上昇し、三価Ｃｒが水酸化クロム
等に変化する。その結果、処理液のゲル化や沈降が進
み、被処理材に処理液を塗布しがたくなる。処理液のゲ
ル化や沈降を回避するため、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率に
５０％以下の制約が加わる。しかし、５０％程度の還元
率では、クロメート皮膜からのＣｒ6+溶出，黄色のシミ
発生，取扱い者に対する悪影響等が解消されない。
ール，ホルマリン等の有機化合物や過酸化水素等の無機
化合物が従来から使用されている。従来の還元剤でＣｒ
6+→Ｃｒ3+の還元率を５０％より大きくすると、還元率
の上昇に伴ってｐＨが上昇し、三価Ｃｒが水酸化クロム
等に変化する。その結果、処理液のゲル化や沈降が進
み、被処理材に処理液を塗布しがたくなる。処理液のゲ
ル化や沈降を回避するため、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率に
５０％以下の制約が加わる。しかし、５０％程度の還元
率では、クロメート皮膜からのＣｒ6+溶出，黄色のシミ
発生，取扱い者に対する悪影響等が解消されない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、還元剤に酒石
酸を使用することにより、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率を５
０％より大きくしても、ゲル化や沈降のない安定したク
ロメート処理液を提供することを目的とする。
酸を使用することにより、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率を５
０％より大きくしても、ゲル化や沈降のない安定したク
ロメート処理液を提供することを目的とする。
【０００５】本発明のクロメート処理液は、その目的を
達成するため、全Ｃｒ量１〜２０ｇ／ｌの水溶性クロム
化合物，２０〜５００ｇ／ｌの水溶性又は水分散性有機
樹脂，酒石酸を含み、Ｃｒ6+／全Ｃｒの比が０.１以下
となるまで六価Ｃｒが三価Ｃｒに酒石酸で還元されてい
ることを特徴とする。クロメート処理液は、更にＰ／全
Ｃｒ＝０.１〜４.０の比率でリン酸又はリン酸化合物及
び／又は融点１００℃以上の高分子樹脂粉末を含むこと
ができる。
達成するため、全Ｃｒ量１〜２０ｇ／ｌの水溶性クロム
化合物，２０〜５００ｇ／ｌの水溶性又は水分散性有機
樹脂，酒石酸を含み、Ｃｒ6+／全Ｃｒの比が０.１以下
となるまで六価Ｃｒが三価Ｃｒに酒石酸で還元されてい
ることを特徴とする。クロメート処理液は、更にＰ／全
Ｃｒ＝０.１〜４.０の比率でリン酸又はリン酸化合物及
び／又は融点１００℃以上の高分子樹脂粉末を含むこと
ができる。
【０００６】
【作用】本発明者等は、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率を５０
％以上にしてもクロメート処理液がゲル化しない還元剤
について、種々調査・検討した。その結果、オキシカル
ボン酸化合物の中でも酒石酸を還元剤に使用すると、六
価Ｃｒの全量を三価Ｃｒに還元した場合にあってもゲル
化や沈降が生じることなく処理液が安定していることを
見いだした。酒石酸の添加量は、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元
率Ｃｒ6+／全Ｃｒ比０.１以下となるように定められ
る。
％以上にしてもクロメート処理液がゲル化しない還元剤
について、種々調査・検討した。その結果、オキシカル
ボン酸化合物の中でも酒石酸を還元剤に使用すると、六
価Ｃｒの全量を三価Ｃｒに還元した場合にあってもゲル
化や沈降が生じることなく処理液が安定していることを
見いだした。酒石酸の添加量は、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元
率Ｃｒ6+／全Ｃｒ比０.１以下となるように定められ
る。
【０００７】酒石酸の使用により処理液がゲル化しない
理由は明確ではないが、水酸基が六価Ｃｒを三価Ｃｒに
還元し、カルボキシル基が三価Ｃｒの化合物に配位して
ゲル化を防止する酒石酸の作用に起因するものと推察さ
れる。水酸基が六価Ｃｒを三価Ｃｒに還元し、カルボキ
シル基が三価Ｃｒの化合物に配位する作用は、マロン
酸，クエン酸，乳酸，グルコール酸，グリセリン酸，ト
ロパ酸，ベンジル酸，ヒドロキシ吉草酸等のオキシカル
ボン酸化合物でもみられるが、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率
向上及びゲル化防止の上では酒石酸が好適である。
理由は明確ではないが、水酸基が六価Ｃｒを三価Ｃｒに
還元し、カルボキシル基が三価Ｃｒの化合物に配位して
ゲル化を防止する酒石酸の作用に起因するものと推察さ
れる。水酸基が六価Ｃｒを三価Ｃｒに還元し、カルボキ
シル基が三価Ｃｒの化合物に配位する作用は、マロン
酸，クエン酸，乳酸，グルコール酸，グリセリン酸，ト
ロパ酸，ベンジル酸，ヒドロキシ吉草酸等のオキシカル
ボン酸化合物でもみられるが、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元率
向上及びゲル化防止の上では酒石酸が好適である。
【０００８】クロメート処理液に添加される水溶性Ｃｒ
化合物の濃度は、全Ｃｒ量が１〜２０ｇ／ｌの範囲に収
まるように定められる。全Ｃｒ量が１ｇ／ｌ未満では生
成したクロメート皮膜の耐食性が不足し、逆に２０ｇ／
ｌを超える全Ｃｒ量ではクロメート処理液がゲル化しや
すくなる。Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元をＣｒ6+／全Ｃｒ比で
０.１以下にすると、六価Ｃｒの溶出がほぼ完全に防止
され、クロメート皮膜が無色になる。
化合物の濃度は、全Ｃｒ量が１〜２０ｇ／ｌの範囲に収
まるように定められる。全Ｃｒ量が１ｇ／ｌ未満では生
成したクロメート皮膜の耐食性が不足し、逆に２０ｇ／
ｌを超える全Ｃｒ量ではクロメート処理液がゲル化しや
すくなる。Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元をＣｒ6+／全Ｃｒ比で
０.１以下にすると、六価Ｃｒの溶出がほぼ完全に防止
され、クロメート皮膜が無色になる。
【０００９】クロメート処理液には、水溶性Ｃｒ化合
物，酒石酸の他に水溶性又は水分散性有機樹脂も配合さ
れる。有機樹脂は、均一な皮膜を形成するために必要な
成分であり、２０ｇ／ｌ以上の配合量で添加効果がみら
れる。しかし、５００ｇ／ｌを超える過剰量の有機樹脂
を配合すると、クロメート処理液の粘度が高くなりす
ぎ、被処理材への塗布が困難になる。クロメート処理液
は、必要に応じてリン酸又はリン酸化合物を含む。リン
酸又はリン酸化合物は、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元反応を促
進させる作用を呈し、図１に示すようにＣｒ6+→Ｃｒ3+
の還元に必要な酒石酸の添加量を節減できる。リン酸化
合物には、水に溶けやすいリン酸二水素アンモニウム等
の化合物が好ましい。Ｐ／全Ｃｒ比が０.１以上となる
割合でリン酸又はリン酸化合物を添加すると、クロメー
ト皮膜が難溶化し耐食性が向上する。しかし、過剰添加
によってＰ／全Ｃｒ比が４.０を超えると、クロメート
処理液が不安定化する。
物，酒石酸の他に水溶性又は水分散性有機樹脂も配合さ
れる。有機樹脂は、均一な皮膜を形成するために必要な
成分であり、２０ｇ／ｌ以上の配合量で添加効果がみら
れる。しかし、５００ｇ／ｌを超える過剰量の有機樹脂
を配合すると、クロメート処理液の粘度が高くなりす
ぎ、被処理材への塗布が困難になる。クロメート処理液
は、必要に応じてリン酸又はリン酸化合物を含む。リン
酸又はリン酸化合物は、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+の還元反応を促
進させる作用を呈し、図１に示すようにＣｒ6+→Ｃｒ3+
の還元に必要な酒石酸の添加量を節減できる。リン酸化
合物には、水に溶けやすいリン酸二水素アンモニウム等
の化合物が好ましい。Ｐ／全Ｃｒ比が０.１以上となる
割合でリン酸又はリン酸化合物を添加すると、クロメー
ト皮膜が難溶化し耐食性が向上する。しかし、過剰添加
によってＰ／全Ｃｒ比が４.０を超えると、クロメート
処理液が不安定化する。
【００１０】更に、融点１００℃以上の高分子樹脂粉末
をクロメート処理液に添加しても良い。高分子樹脂粉末
は、生成したクロメート皮膜に取り込まれ、プレス加工
等の際に潤滑剤として働く。使用可能な高分子樹脂粉末
には、ポリエチレン，ポリプロピレン，フッ素樹脂等が
挙げられる。クロメート処理液は、従来の塗布型クロメ
ート処理の場合と同様にロールコート法，エアーカーテ
ン法，静電霧化法，スクイズロールコート法等で被処理
材に塗布される。クロメート処理液が塗布された被処理
材を水洗することなく乾燥すると、耐食性に優れたクロ
メート皮膜が被処理材の表面に形成される。
をクロメート処理液に添加しても良い。高分子樹脂粉末
は、生成したクロメート皮膜に取り込まれ、プレス加工
等の際に潤滑剤として働く。使用可能な高分子樹脂粉末
には、ポリエチレン，ポリプロピレン，フッ素樹脂等が
挙げられる。クロメート処理液は、従来の塗布型クロメ
ート処理の場合と同様にロールコート法，エアーカーテ
ン法，静電霧化法，スクイズロールコート法等で被処理
材に塗布される。クロメート処理液が塗布された被処理
材を水洗することなく乾燥すると、耐食性に優れたクロ
メート皮膜が被処理材の表面に形成される。
【００１１】
【実施例１】クロム酸アンモニウム水溶液に酒石酸を添
加し、六価Ｃｒの一部を三価Ｃｒに還元した。次いで、
メチルメタクリレート／エチルアクリレート共重合体の
アクリルエマルジョンを添加し、更にノニオン系乳化
剤，シリコーン変性ポリエーテル系消泡剤を添加するこ
とによりクロメート処理液を調製した。得られたクロメ
ート処理液を温度４０℃に保持し、ロールコータにセッ
トした。ロールコータを２４時間稼動させた後、クロメ
ート処理液を観察して安定性を調査した。２４時間後に
もゲルや沈殿が生じなかったクロメート処理液を○，ゲ
ル化や沈殿が検出されたクロメート処理液を×として安
定性を評価した。
加し、六価Ｃｒの一部を三価Ｃｒに還元した。次いで、
メチルメタクリレート／エチルアクリレート共重合体の
アクリルエマルジョンを添加し、更にノニオン系乳化
剤，シリコーン変性ポリエーテル系消泡剤を添加するこ
とによりクロメート処理液を調製した。得られたクロメ
ート処理液を温度４０℃に保持し、ロールコータにセッ
トした。ロールコータを２４時間稼動させた後、クロメ
ート処理液を観察して安定性を調査した。２４時間後に
もゲルや沈殿が生じなかったクロメート処理液を○，ゲ
ル化や沈殿が検出されたクロメート処理液を×として安
定性を評価した。
【００１２】クロメート処理液を電気亜鉛めっき鋼板に
ロールコーターで塗布し、水洗することなく到達板温１
５０℃で乾燥した。クロメート処理によって電気亜鉛め
っき鋼板の表面に形成されたクロメート皮膜の付着量，
皮膜重量を測定した。調査結果を、クロメート処理液の
組成と共に表１に示す。
ロールコーターで塗布し、水洗することなく到達板温１
５０℃で乾燥した。クロメート処理によって電気亜鉛め
っき鋼板の表面に形成されたクロメート皮膜の付着量，
皮膜重量を測定した。調査結果を、クロメート処理液の
組成と共に表１に示す。
【００１３】
【００１４】安定なクロメート処理液から形成されたク
ロメート皮膜で被覆された電気亜鉛めっき鋼板から試験
片を切り出し、Ｃｒ溶出試験，未加工部腐食試験，加工
部腐食試験，潤滑試験に供した。Ｃｒ溶出試験では、９
０℃の熱水に試験片を３分浸漬し、試験片から熱水に溶
出した六価Ｃｒを定量した。六価Ｃｒの溶出量が１ｍｇ
／ｍ2未満を○，１〜５ｍｇ／ｍ2を△，５ｍｇ／ｍ2以
上を×として耐溶出性を評価した。
ロメート皮膜で被覆された電気亜鉛めっき鋼板から試験
片を切り出し、Ｃｒ溶出試験，未加工部腐食試験，加工
部腐食試験，潤滑試験に供した。Ｃｒ溶出試験では、９
０℃の熱水に試験片を３分浸漬し、試験片から熱水に溶
出した六価Ｃｒを定量した。六価Ｃｒの溶出量が１ｍｇ
／ｍ2未満を○，１〜５ｍｇ／ｍ2を△，５ｍｇ／ｍ2以
上を×として耐溶出性を評価した。
【００１５】未加工部腐食試験では、JIS Z2371に規定
する塩水噴霧を１００時間継続した後、試験片の表面を
観察して白錆の発生状況を調査した。白錆の面積占有率
が５％未満を◎，５〜１０％を○，１０〜３０％未満を
△，３０％以上を×として未加工部の耐食性を評価し
た。加工部腐食試験では、加圧力２００ｋｇｆ，引抜き
速度５００ｍｍ／分でドロービード（摺動変形）した試
験片にJIS Z2371に規定する塩水噴霧を１００時間継続
した後、試験片の表面を観察して赤錆の発生状況を調査
した。赤錆が発生しなかった試験片を◎，赤錆の面積占
有率が１０％未満を○，１０〜３０％を△，３０％を超
える赤錆が発生した試験片を×として加工部の耐食性を
評価した。
する塩水噴霧を１００時間継続した後、試験片の表面を
観察して白錆の発生状況を調査した。白錆の面積占有率
が５％未満を◎，５〜１０％を○，１０〜３０％未満を
△，３０％以上を×として未加工部の耐食性を評価し
た。加工部腐食試験では、加圧力２００ｋｇｆ，引抜き
速度５００ｍｍ／分でドロービード（摺動変形）した試
験片にJIS Z2371に規定する塩水噴霧を１００時間継続
した後、試験片の表面を観察して赤錆の発生状況を調査
した。赤錆が発生しなかった試験片を◎，赤錆の面積占
有率が１０％未満を○，１０〜３０％を△，３０％を超
える赤錆が発生した試験片を×として加工部の耐食性を
評価した。
【００１６】潤滑試験では、SUS304ステンレス鋼板ＢＡ
仕上げ材の表面に対する動摩擦係数を荷重２００ｇｆ，
移動速度６０ｍ／分の条件で測定し、動摩擦係数の測定
値でクロメート処理鋼板の潤滑性を調査した。動摩擦係
数が０.１５未満を◎，０.１５〜０.２５を○，０.２５
〜０.３５を△，０.３５以上を×として潤滑性を評価し
た。調査結果を表２に示す。
仕上げ材の表面に対する動摩擦係数を荷重２００ｇｆ，
移動速度６０ｍ／分の条件で測定し、動摩擦係数の測定
値でクロメート処理鋼板の潤滑性を調査した。動摩擦係
数が０.１５未満を◎，０.１５〜０.２５を○，０.２５
〜０.３５を△，０.３５以上を×として潤滑性を評価し
た。調査結果を表２に示す。
【００１７】
【００１８】
【実施例２】クロム酸アンモニウム水溶液に代えてクロ
ム酸二ナトリウム水溶液を使用する以外は実施例１と同
様に、酒石酸を還元剤とするクロメート処理液を調製し
た。更に、リン酸，ポリエチレン樹脂粉末（融点１２５
℃）を添加し、表３の組成に調整した。得られたクロメ
ート処理液を用いて実施例１と同様の性能試験をした結
果を表４に示す。
ム酸二ナトリウム水溶液を使用する以外は実施例１と同
様に、酒石酸を還元剤とするクロメート処理液を調製し
た。更に、リン酸，ポリエチレン樹脂粉末（融点１２５
℃）を添加し、表３の組成に調整した。得られたクロメ
ート処理液を用いて実施例１と同様の性能試験をした結
果を表４に示す。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、Ｃｒ6+→Ｃｒ3+
の還元反応に酒石酸を使用すると、六価Ｃｒから三価Ｃ
ｒへの還元率を５０％以上にしてもゲル化や沈殿が生じ
ることなく、Ｃｒ6+／全Ｃｒ比が０.１以下で安定性に
優れたクロメート処理液が得られる。このクロメート処
理液から形成されるクロメート皮膜は、Ｃｒ6+の溶出が
抑制され、無色で優れた耐食性を呈する。
の還元反応に酒石酸を使用すると、六価Ｃｒから三価Ｃ
ｒへの還元率を５０％以上にしてもゲル化や沈殿が生じ
ることなく、Ｃｒ6+／全Ｃｒ比が０.１以下で安定性に
優れたクロメート処理液が得られる。このクロメート処
理液から形成されるクロメート皮膜は、Ｃｒ6+の溶出が
抑制され、無色で優れた耐食性を呈する。
【図１】 クロメート処理液中のＣｒ6+→Ｃｒ3+の還元
に必要な酒石酸添加量に及ぼすリン酸の影響を表したグ
ラフ
に必要な酒石酸添加量に及ぼすリン酸の影響を表したグ
ラフ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−158062（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−316465（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 22/00 - 22/86
Claims (3)
- 【請求項１】 全Ｃｒ量１〜２０ｇ／ｌの水溶性クロム
化合物，２０〜５００ｇ／ｌの水溶性又は水分散性有機
樹脂，酒石酸を含み、Ｃｒ6+／全Ｃｒの比が０.１以下
となるまで六価Ｃｒが三価Ｃｒに酒石酸で還元されてい
ることを特徴とするクロメート処理液。 - 【請求項２】 更にＰ／全Ｃｒ＝０.１〜４.０の比率で
リン酸又はリン酸化合物を含む請求項１記載のクロメー
ト処理液。 - 【請求項３】 更に融点１００℃以上の高分子樹脂粉末
を含む請求項１又は２記載のクロメート処理液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25249296A JP3411452B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | クロメ−ト処理液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25249296A JP3411452B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | クロメ−ト処理液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081977A JPH1081977A (ja) | 1998-03-31 |
| JP3411452B2 true JP3411452B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17238133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25249296A Expired - Fee Related JP3411452B2 (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | クロメ−ト処理液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411452B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190464B1 (en) | 1998-09-24 | 2001-02-20 | Nisshin Steel Co., Ltd. | Chromating solution and chromated metal sheet |
| KR101120230B1 (ko) | 2006-09-07 | 2012-03-16 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 우수한 내식성?도료 밀착성을 갖는 Ｓｎ계 도금 강판용 수계 처리액 및 표면 처리 강판의 제조 방법 |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP25249296A patent/JP3411452B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1081977A (ja) | 1998-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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