JP4242653B2 - Metal surface treatment by carboxylation - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a method for treating a metal surface by carboxylation before forming, said metal being selected from zinc, iron, aluminium, copper, lead and the alloys thereof as well as copper-coated, aluminium-coated, galvanised steels. Said method is carried out in oxidising conditions in relation to the metal by bringing said metal into contact with an aqueous, organic or hydro-organic bath comprising at least one organic acid in free form or in salt form. The inventive method is characterised in that: the organic acid is a saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic or dicarboxylic acid; the organic acid is in solution and/or emulsion in the bath at a concentration greater than 0.1 mole/litre; the pH of the bath is acid.

Description

本発明は、亜鉛、鉄、アルミニウム、銅、鉛、およびそれらの合金、並びに亜鉛めっき鋼、アルミニウム被覆鋼、銅被覆鋼の中から選択される金属表面に、非常に微細な結晶で形成されている化成被膜を高速で生成することを可能にする化成被膜を析出させる方法に関する。   The present invention is formed on a metal surface selected from zinc, iron, aluminum, copper, lead, and alloys thereof, and galvanized steel, aluminum-coated steel, and copper-coated steel with very fine crystals. The present invention relates to a method for depositing a conversion coating that makes it possible to produce a conversion coating at high speed.

金属板の成形前に実施すると、金属表面に対するこれらの化成処理は、一般に、次の効果、
− 例えば金属板のスタンピングのための潤滑による機械的摩擦特性の改良、
− 腐食に対する一時的な保護
の少なくとも1つを有する。
When carried out before forming the metal plate, these chemical conversion treatments on the metal surface generally have the following effects:
-Improvement of mechanical friction properties by lubrication, for example for stamping metal plates,
-Have at least one temporary protection against corrosion;

この最初のタイプの用途については、単位面積当り重量が1〜1.5g/mの程度のものであるリン酸金属塩被膜が析出するリン酸前処理として知られている処理が特にことさら使用される。 For this first type of application, especially the treatment known as phosphoric acid pretreatment in which a metal phosphate coating with a weight per unit area of the order of 1 to 1.5 g / m 2 is used is particularly used. Is done.

しかし、これらの化成処理はまた、ペイント等の後から被覆させる有機コーティングの接着を改良するために金属板を成形した後で行うこともできる。リン酸処理の例について述べると、リン酸金属塩被膜析出の単位面積当り重量は、リン酸前処理のそれよりも多くなる。   However, these chemical conversion treatments can also be performed after the metal plate is formed in order to improve the adhesion of organic coatings to be subsequently coated such as paint. An example of the phosphoric acid treatment will be described. The weight per unit area of the metal phosphate film deposition is larger than that of the phosphoric acid pretreatment.

これら種々の化成処理は、一般に、表面の金属元素がアノード溶解し、続いて溶解した金属元素と化成浴中に存在する成分との反応によって形成された化合物がこの表面に沈殿することから成る。その溶解は表面の金属に対する酸化条件を作り出すことを必要とし、一般に酸性の環境中で起こる。化成被膜を形成するための金属化合物の沈殿は、十分に高濃度であることを必要とし、金属の溶解の作用により局所的に酸性が低下した環境によって促進される。腐食に対する保護、摩擦特性の改良および/または接着特性、並びにその他の被膜特性の程度を決定するのは処理表面に沈殿した化合物の性質と構造である。   These various chemical conversion treatments generally consist of anodic dissolution of surface metal elements, followed by precipitation of compounds formed by reaction of the dissolved metal elements with components present in the chemical bath. Its dissolution requires creating oxidizing conditions for the surface metal and generally occurs in an acidic environment. The precipitation of the metal compound to form the chemical conversion film requires a sufficiently high concentration, and is promoted by an environment where the acidity is locally lowered by the action of dissolution of the metal. It is the nature and structure of the compound deposited on the treated surface that determines the degree of protection against corrosion, improved frictional properties and / or adhesion properties, and other coating properties.

処理すべき表面の表面酸化を確保し、そこの溶解を促進するためには、金属酸化用の化学薬品を処理溶液中に添加すること、および/または、表面が処理溶液の作用を受ける間表面を電気的に分極させることによって、化学的または電気化学的方法で進めることが可能である。   In order to ensure surface oxidation of the surface to be treated and to promote dissolution thereof, chemicals for metal oxidation are added to the treatment solution and / or the surface is subjected to the action of the treatment solution. It is possible to proceed by chemical or electrochemical methods by electrically polarizing the.

酸化剤となりうるものとは別に、化成浴は、溶解した表面の金属と不溶性の化合物を形成することができるアニオンおよびカチオンを本質的に含有する。したがって、主要な化成処理は、亜鉛被覆鋼またはアルミニウム被覆鋼上のクロメート処理、非合金の非被覆鋼または被覆鋼上のリン酸処理、または、例えばステンレス鋼等合金鋼のシュウ酸処理である。   Apart from what can be an oxidant, the chemical bath essentially contains anions and cations that can form insoluble compounds with the dissolved surface metals. Thus, the main chemical conversion treatment is chromate treatment on zinc-coated steel or aluminum-coated steel, phosphating treatment on non-alloyed non-coated steel or coated steel, or oxalic acid treatment of alloy steel such as stainless steel.

化成浴と接触させた後、その処理した表面は一般に、表面および/または処理溶液の未反応成分を除去するために洗浄し、次いでこの表面を特に化成被膜を硬化するためおよび/またはその特性を改良するために乾燥する。   After contact with the conversion bath, the treated surface is generally washed to remove unreacted components of the surface and / or treatment solution, and the surface is then specifically treated to cure the conversion coating and / or its properties. Dry to improve.

適用の条件、添加剤の性質および濃度が、得られる化成被膜の構造、形態および緻密性、したがってその特性に重大な影響を持つ。   The conditions of application, the nature and concentration of the additive have a significant influence on the structure, morphology and compactness of the resulting conversion coating and thus its properties.

化成処理は、それ自体、一般に表面の事前の脱脂および洗浄を先に行い、続いて、処理すべき表面上に結晶核生成サイトを生み出しかつ/または促進するようになされた前処理溶液を採用した精製として知られる操作からなる前処理を行うことができる。   The chemical conversion treatment itself generally employs a pretreatment solution that is pre-degreased and cleaned first, followed by creating and / or promoting crystal nucleation sites on the surface to be treated. A pretreatment consisting of an operation known as purification can be performed.

この目的のために、最近ではチタン塩のゾルすなわちコロイド懸濁液が亜鉛被覆した表面上に使用されており、より濃密な被膜中により微細な結晶を有する化成被膜をその後得ることが可能になる。   To this end, titanium salt sols or colloidal suspensions have recently been used on zinc-coated surfaces, allowing subsequent conversion coatings with finer crystals in denser coatings. .

化成処理の終わりに、化成被膜の特性を改良するために後処理を実施することもまた可能である。例えば、リン酸処理によって得られた化成被膜上にクロメートによる後処理を実施してもよい。   It is also possible to carry out a post-treatment at the end of the conversion treatment in order to improve the properties of the conversion coating. For example, you may implement the post-processing by chromate on the chemical conversion film obtained by the phosphoric acid process.

国際特許出願第WO95/21277号は、
− ポリヒドロキシアリールカルボン酸、例えば、没食子酸またはプロトカテク酸、またはそれがグルコースと反応して得られるタンニン酸等この酸のデプシド、および
− シラン系接着促進剤を含む亜鉛被覆した表面を処理するための水性組成物について記述している。
International patent application WO 95/21277 is
For treating zinc-coated surfaces containing polyhydroxyarylcarboxylic acids, such as gallic acid or protocatechuic acid, or the depsides of this acid such as tannic acid obtained by reacting it with glucose, and silane-based adhesion promoters The aqueous composition is described.

リン酸塩、硝酸塩、フッ化物または有機酸等の亜鉛被覆表面用の通常の促進剤をこの処理組成物と共に使用する。   Conventional accelerators for zinc coated surfaces such as phosphates, nitrates, fluorides or organic acids are used with this treatment composition.

この組成物を採用して実施した処理は、腐食に対する優れた保護だけでなくペイントの優れた接着も提供する。   Treatments performed with this composition provide not only excellent protection against corrosion, but also excellent paint adhesion.

特許出願FR 2 465 008は、カルボン酸特に短鎖の二酸である活性化剤と会合した可溶性シュウ酸塩を含有していてもよい処理溶液を用いて亜鉛被覆表面上に化成被膜を析出させる方法について記述している。   Patent application FR 2 465 008 deposits a conversion coating on a zinc coated surface using a treatment solution that may contain a soluble oxalate associated with an activator that is a carboxylic acid, particularly a short chain diacid. Describes the method.

記載されている処理溶液中のシュウ酸の濃度は、7.5g/リットル、すなわち0.08モル/リットル未満である。   The concentration of oxalic acid in the described treatment solution is 7.5 g / liter, i.e. less than 0.08 mol / liter.

文献EP 0 494 431(川崎)は、コロイドシリカを含有するクロメート処理溶液にカルボン酸を添加することにより亜鉛被覆表面上で得られる化成被膜の特性を改良することを可能にし、かつ/または、これら溶液のクロム含量をかなり低減できることを教示している。   The document EP 0 494 431 (Kawasaki) makes it possible to improve the properties of a conversion coating obtained on a zinc-coated surface by adding carboxylic acid to a chromate treatment solution containing colloidal silica and / or It teaches that the chromium content of the solution can be significantly reduced.

これらの種々の処理によって得られる被膜の重量、すなわち単位面積当り重量は、主な目的によって著しく異なり、1g/mから8g/mまで変化し得る。 The weight of the coating obtained by these various treatments, ie the weight per unit area, varies significantly depending on the main purpose and can vary from 1 g / m 2 to 8 g / m 2 .

従来技術による、クロメート処理、リン酸処理およびシュウ酸処理等の種々の処理は、一般に人類および環境にとってこれらの製品が毒性であるという重大な欠点を示す。さらに、上記の化成被膜を持つ金属板をスポット溶接するときこれは毒性のある煙霧の放出を引き起こす。   Various treatments such as chromate treatment, phosphoric acid treatment and oxalic acid treatment according to the prior art generally present a serious disadvantage that these products are toxic to mankind and the environment. Furthermore, when spot welding metal plates with the above conversion coating, this causes the release of toxic fumes.

したがって、本発明の目的は、環境に対して有害な化合物がないばかりでなく、従来技術による方法によって得られるものより防食および/または前潤滑に有効である化成被膜を金属表面に析出することを可能にする浴を用いて、成形される前に金属表面のための化成処理を提供することである。   Accordingly, it is an object of the present invention to deposit a conversion coating on a metal surface that is not only free of environmentally harmful compounds, but is more effective in corrosion protection and / or pre-lubrication than those obtained by prior art methods. It is to provide a chemical conversion treatment for the metal surface before it is formed using a bath that enables it.

本発明の他の目的はまた、優れた接着性を有する有機コーティングを、表面を成形し、脱脂した後に、本発明によって処理した表面に特に電気泳動によって付着できることであり、ただし付着した化成被膜が脱脂時に容易に除去されることを前提条件とする。   Another object of the present invention is also that an organic coating having excellent adhesion can be deposited on the surface treated according to the present invention after shaping and degreasing, especially by electrophoresis, provided that the deposited conversion coating is It is assumed that it is easily removed during degreasing.

この目的のため、本発明は、
− 有機酸が、飽和または不飽和の脂肪族モノカルボン酸またはジカルボン酸であり、
− 前記有機酸が浴の溶液および/またはエマルション中に0.1モル/リットルより大きい濃度であり、
− 浴のpHが酸性であることを特徴とする、
亜鉛、鉄、アルミニウム、銅、鉛、およびそれらの合金、並びに亜鉛めっき鋼、アルミニウム被覆鋼、銅被覆鋼の中から選択される金属表面を、金属に関わる酸化条件の中で、前記金属の表面を少なくとも1つの前記有機酸を遊離の形または塩の形で含む水性、有機性またはヒドロ−有機性の浴と接触させることにより、成形前にカルボキシル化することによって処理する方法に関する。
For this purpose, the present invention provides:
The organic acid is a saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acid or dicarboxylic acid,
The organic acid is in a concentration of greater than 0.1 mol / l in the bath solution and / or emulsion;
-The pH of the bath is acidic,
Zinc, iron, aluminum, copper, lead, and alloys thereof, and metal surfaces selected from galvanized steel, aluminum-coated steel, and copper-coated steel are subjected to the surface of the metal in oxidation conditions related to the metal. For the treatment by carboxylation prior to molding by contacting with an aqueous, organic or hydro-organic bath containing at least one said organic acid in free or salt form.

本発明は、また、前記金属表面の腐食に対する一時的な保護のためのカルボキシル化による前記表面処理の方法の使用にも関する。   The invention also relates to the use of the surface treatment method by carboxylation for temporary protection against corrosion of the metal surface.

本発明は、さらに、亜鉛、鉄、アルミニウム、銅、鉛、およびそれらの合金、並びに亜鉛めっき鋼、アルミニウム被覆鋼、銅被覆鋼の中から選択される金属の表面を有する金属板表面処理を本発明に従って行い、前記処理金属板に注油し、成形する成形された前記金属板を製造する方法に関する。亜鉛または亜鉛合金で被覆した鋼板に本発明によるこの方法を応用し、次いでそれをスタンピングで成形するのが特に好ましい。   The present invention further includes a metal plate surface treatment having a surface of a metal selected from zinc, iron, aluminum, copper, lead, and alloys thereof, and galvanized steel, aluminum-coated steel, and copper-coated steel. The present invention relates to a method for producing the shaped metal plate, which is performed according to the invention, and lubricates and forms the treated metal plate. It is particularly preferred to apply this method according to the invention to a steel sheet coated with zinc or a zinc alloy and then form it by stamping.

本発明は、添付の図面を参照しながら非限定の実施例によって行う以下の説明を読むことによってよりよく理解されよう。   The invention will be better understood by reading the following description, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:

本発明によれば、化成被膜は、金属に関わる酸化条件の中で金属の表面を少なくとも1つの有機酸を溶液中またはエマルション中に含む水性、有機性またはヒドロ−有機性の浴と接触させることによる表面のカルボキシル化によって析出する。 In accordance with the present invention, the conversion coating contacts the surface of the metal with an aqueous, organic or hydro-organic bath containing at least one organic acid in solution or emulsion in oxidizing conditions involving the metal. Precipitates by surface carboxylation by.

本発明は、1つまたは数個の不飽和を有する可能性のある脂肪族モノカルボン酸またはジカルボン酸を使用した。   The present invention used aliphatic monocarboxylic acids or dicarboxylic acids that may have one or several unsaturations.

酸の酸性度定数は、4.8程度であり、本発明による浴の常態のpHは一般にこの値より低い。pHをもっと下げることが望ましい場合、処理浴は例えば硝酸を用いて酸性にすることができる。浴のpHは例えばソーダを加えることによって上昇させることもできる。本発明による処理で使用する酸性浴は、全ての場合、その上限が化成被膜中に金属水酸化物が存在することを避けることを可能にする1と7の間のpH値を持たなければならない。pHの最低値については、これは表面の金属の機能が化成被膜の十分な析出を確保するようにする。   The acidity constant of the acid is on the order of 4.8 and the normal pH of the bath according to the invention is generally lower than this value. If it is desired to lower the pH further, the treatment bath can be acidified using, for example, nitric acid. The pH of the bath can also be raised, for example, by adding soda. The acidic bath used in the treatment according to the invention must in all cases have a pH value between 1 and 7 which allows the upper limit to avoid the presence of metal hydroxide in the conversion coating. . For the lowest pH, this ensures that the surface metal function ensures sufficient deposition of the conversion coating.

本発明によって使用する少なくとも1つの有機酸は、浴内の溶液中またはエマルション中に0.1モル/リットルより大きい濃度で加える。   The at least one organic acid used according to the invention is added at a concentration greater than 0.1 mol / l in the solution in the bath or in the emulsion.

処理浴中の有機酸の濃度が0.1モル/リットルより小さい場合、カルボン酸金属塩に基づく化成皮膜の形成速度は、処理の許容時間内に効果的に化成皮膜を得るにはもはや十分ではない。   When the concentration of the organic acid in the treatment bath is less than 0.1 mol / liter, the rate of formation of the conversion film based on the carboxylic acid metal salt is no longer sufficient to obtain a conversion film effectively within the time allowed for the treatment. Absent.

好ましい実施形態において、本発明による脂肪族有機酸は、5から16個の炭素原子を有する飽和モノカルボン酸の中から選択する。ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸およびデカン酸が特にとりわけ好ましい。   In a preferred embodiment, the aliphatic organic acid according to the invention is selected from among saturated monocarboxylic acids having 5 to 16 carbon atoms. Hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid and decanoic acid are particularly preferred.

他の好ましい実施形態においては、本発明による脂肪族有機酸は、10から18個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸の中から選択する。ウンデセン酸、オレイン酸またはリノール酸が特にとりわけ好ましい。   In another preferred embodiment, the aliphatic organic acid according to the invention is selected among unsaturated monocarboxylic acids having 10 to 18 carbon atoms. Undecenoic acid, oleic acid or linoleic acid is particularly preferred.

他の好ましい方式の実施形態においては、本発明による脂肪族有機酸は、4から12個の炭素原子を有する飽和ジカルボン酸の中から選択する。セバシン酸またはアゼライン酸が特にとりわけ好ましい。   In another preferred mode of embodiment, the aliphatic organic acid according to the invention is selected from saturated dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms. Sebacic acid or azelaic acid is particularly preferred.

他の好ましい実施形態において、確保する少なくとも1つの脂肪族モノカルボン酸は、ヘプタン酸である。   In another preferred embodiment, the at least one aliphatic monocarboxylic acid secured is heptanoic acid.

より好ましくは、浴は、ヘプタン酸のほかにデカン酸またはウンデセン酸を含む。   More preferably, the bath contains decanoic acid or undecenoic acid in addition to heptanoic acid.

ヘプタン酸とデカン酸またはウンデセン酸等の有機酸の混合物を使用することによって、金属表面を腐食から保護するためのより高密度でより有効な化成皮膜が得られる。   By using a mixture of heptanoic acid and an organic acid such as decanoic acid or undecenoic acid, a denser and more effective conversion coating to protect the metal surface from corrosion is obtained.

カルボキシル化浴の酸化条件は、以下の手段、
− 過ホウ酸塩四水和物または過酸化水素等の金属の性質に適合するその金属の酸化用の化学薬品を浴に添加すること、
− または、予め浴に浸漬した金属表面と、同様に浸漬した少なくとも1つの対極の間を循環する電流を引き起こすことのいずれかによって得られる。
The oxidation conditions of the carboxylation bath are as follows:
-Adding to the bath chemicals for oxidation of the metal that are compatible with the properties of the metal, such as perborate tetrahydrate or hydrogen peroxide;
Or alternatively, by causing a current to circulate between the metal surface previously immersed in the bath and at least one counter electrode that is also immersed.

亜鉛についての酸化条件を亜鉛酸化用の化学薬品を浴に加えることによって得る場合、この酸化剤および/または促進剤は、好ましくは、過ホウ酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、過酸化水素、硫酸ヒドロキシルアミンおよびニトログアニジンを含む群の中から選択する。   When the oxidizing conditions for zinc are obtained by adding zinc oxidizing chemicals to the bath, the oxidizing agent and / or accelerator is preferably sodium perborate, sodium nitrite, hydrogen peroxide, hydroxylamine sulfate. And a group comprising nitroguanidine.

化成浴は、場合によって、
− 表面に化成皮膜を形成する条件を調整するためのpH調整のための薬品すなわち緩衝剤、
− 処理の実行および処理する表面上への浴の分布を促進する界面活性剤等の添加剤、
− 浴の使用期間を延長させる、例えば、化成被膜中に得ることが望まれるもの以外の化合物の沈殿を遅らせるためのキレート化剤、または殺菌剤等の添加剤、および
− 処理を促進するための作用剤を含有する。
In some cases, chemical baths
-Chemicals or buffers for pH adjustment to adjust the conditions for forming a chemical conversion film on the surface,
-Additives such as surfactants that facilitate the performance of the treatment and the distribution of the bath on the surface to be treated;
-Extend the duration of the bath, e.g. chelating agents to delay the precipitation of compounds other than those desired to be obtained in the conversion coating, or additives such as bactericides, and-to accelerate the treatment Contains an agent.

本発明による化成処理浴は、また、エタノール、n−プロパノール、ブタノール、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、ジアセトンアルコール、グリコールエーテル類など、または他の有機酸または鉱物等の共溶媒を含むことができる。   The chemical conversion bath according to the present invention also includes ethanol, n-propanol, butanol, dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, diacetone alcohol. , Glycol ethers, or the like, or other organic acids or minerals such as minerals.

カルボキシル化処理浴が、+3酸化常態にあるガドリニウム等の希土類イオンの溶液を1.10−3モル/リットル以上の濃度で含むとき、驚くべき結果が得られた。 Carboxylation treatment bath, + 3 when containing a solution concentration of not less than 1.10 -3 mol / liter of the rare earth ion of gadolinium in an oxidized normal, surprising results.

得られる化成皮膜は、そのとき2つのタイプの組成が異なる、ひょっとすると、形が異なる結晶を構成し、それは腐食に対する抵抗にさらに一層効果的である。   The resulting conversion coating then constitutes crystals of two different types, possibly different shapes, which are even more effective in resistance to corrosion.

好ましくは、浴中の有機酸の濃度、この浴の使用条件および金属に対する酸化条件は、金属表面上に1g/mと6g/mの間の単位面積当り重量のカルボキシル化被膜を得るように構成する。 Preferably, the concentration of organic acids in the bath, oxidation conditions for the use conditions and the metal of the bath, so as to obtain a 1 g / m 2 and the weight per unit area of between 6 g / m 2 carboxylation coating on a metal surface Configure.

本発明による方法のその他の利点は、以下に提供する本発明の非限定の実施例に目を通すことにより明らかとなろう。   Other advantages of the method according to the invention will become apparent by reviewing the non-limiting examples of the invention provided below.

化成皮膜を得るための材料:
1)試験した基材の特性
マイクロアロイ化してあるかまたはしてなく、0.7mmと1.2mmの間の厚さをもち、裸の、または、塩化物または硫酸塩系浴中の電着、または溶融亜鉛めっきによって塗布した約10μmの厚さの亜鉛被膜で覆われた、ES品位(スタンピング用鋼)またはHES品位(深絞り用鋼)の鋼板。
Materials for obtaining chemical conversion film:
1) Properties of the tested substrates Electrodeposition with or without microalloying, with a thickness between 0.7 mm and 1.2 mm, bare or in chloride or sulfate baths Or a steel plate of ES grade (stamping steel) or HES grade (deep drawing steel) covered with a zinc coating having a thickness of about 10 μm applied by hot dip galvanization.

2)試験した化成処理浴の成分
2.a− 溶媒および共溶媒
試験した処理溶液は一般に、主溶媒としての水と共溶媒としてのエタノールをベースとし、プロパノール、DMSO、NMP、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン(ジアセトンアルコール)または少なくとも一部が水に混和性のその他の極性溶媒もまた共溶媒として使用することができる。
2) Components of the chemical conversion treatment bath tested a-Solvents and co-solvents The treatment solutions tested are generally based on water as the main solvent and ethanol as the co-solvent, propanol, DMSO, NMP, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone (diacetone alcohol) Alternatively, other polar solvents that are at least partially miscible with water can also be used as cosolvents.

2.b− 有機酸
本発明を説明する実施例用としてのそれは、ヘプタン酸(略語:HC、オルドリッチ(Aldrich)社製品、照会番号25,873−3)および/またはデカン酸(略語HC10、Rectapur社製品、照会番号20 243.298、最高0.1%の硫黄灰分)である。
2. b-Organic acids As examples for describing the invention, it is possible to use heptanoic acid (abbreviation: HC 7 , Aldrich product, reference number 25,873-3) and / or decanoic acid (abbreviation HC 10 , Rectapur). Company product, reference number 20 243.298, up to 0.1% sulfur ash).

2.c− 基材酸化用化学薬品
指示がない限り、亜鉛を酸化するための化学薬品としては、2g/リットルの過ホウ酸ナトリウム四水和物(NaBO・4HO)を使用する。過酸化水素水(すなわちH)もまた使用することができる。
2. c- Substrate Oxidizing Chemical Unless otherwise indicated, 2 g / liter sodium perborate tetrahydrate (NaBO 3 .4H 2 O) is used as the chemical for oxidizing zinc. Hydrogen peroxide solution (ie, H 2 O 2 ) can also be used.

2.d− pH
指示がない限り、溶液はその常態の酸性のpHで使用するが、ソーダを添加することによってpHの任意の増加を得ることができる。
2. d-pH
Unless indicated, the solution is used at its normal acidic pH, but any increase in pH can be obtained by adding soda.

2.e− その他の成分および添加剤
金属カチオン、Cu2+、Co2+、Ni2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Al3+、(希土類)n+、も添加することができる。
2. e- Other components and additives Metal cations, Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Mn 2+ , Al 3+ , (rare earth) n + can also be added.

3)化成浴による処理の標準的操作方式   3) Standard operation method of treatment with chemical bath

Figure 0004242653
Figure 0004242653

Ridoline(商標)は、アルカリ金属塩、界面活性剤および水酸化カリウムを含有する脱脂用水溶液である。   Ridoline (trademark) is a degreasing aqueous solution containing an alkali metal salt, a surfactant and potassium hydroxide.

Ridosol(商標)は、界面活性剤の混合物を含む液体脱脂剤の湿潤母体である。   Ridosol ™ is a wet matrix of liquid degreasing agent that contains a mixture of surfactants.

Fixodine(商標)50CFは、チタン塩等のアルカリ金属塩系の化合物を含む活性化剤(核剤とも呼ばれる)である。   Fixodine ™ 50CF is an activator (also called a nucleating agent) containing an alkali metal salt-based compound such as a titanium salt.

得られた化成被膜の評価の方法
1)析出被膜の単位面積当り重量
単位面積当り重量を測定するために、特定の表面に形成された化成被膜を錯化溶液で溶解するが、この溶液中の浸漬時間は被膜の完全な溶解が得られるようにする(0.3mg/cmの割合のHCから生成した被膜に対して1分程度)。
Method for evaluating the obtained chemical conversion film 1) Weight per unit area of the deposited film In order to measure the weight per unit area, the chemical conversion film formed on a specific surface is dissolved with a complexing solution. The immersion time is such that complete dissolution of the coating is obtained (about 1 minute for a coating generated from HC 7 at a rate of 0.3 mg / cm 2 ).

cm当りのmgで表される単位面積当り重量を、被覆されている試料と溶解処理を受けた後の同一試料の間の重量の違いを基にして評価する。 The weight per unit area expressed in mg per cm 2 is evaluated based on the difference in weight between the coated sample and the same sample after undergoing dissolution treatment.

溶解溶液の組成は次のとおりである:
− EDTA(エチレンジアミン四酢酸)の二ナトリウム塩:0.1M
− MBT(メルカプトベンゾチアゾール)またはBZD(ベンゾトリアゾール):0.1g/リットル。これらの化合物は、金属基材の溶解を抑える。
The composition of the lysis solution is as follows:
-Disodium salt of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid): 0.1M
-MBT (mercaptobenzothiazole) or BZD (benzotriazole): 0.1 g / l. These compounds suppress dissolution of the metal substrate.

この溶液のpHは、金属カチオンの最適な錯化を得るためにソーダを添加することにより8に近い値に調節する。   The pH of this solution is adjusted to a value close to 8 by adding soda to obtain optimal complexation of the metal cation.

2)水腐食抵抗
この試験は、腐食電位Ecor付近の振幅±10mVの電圧掃引によって分極抵抗Rを周期的に電位差計により測定することからなる。
2) Water corrosion resistance This test consists of periodically measuring the polarization resistance R p with a potentiometer by a voltage sweep with an amplitude of ± 10 mV in the vicinity of the corrosion potential E cor .

この評価のために使用する装置としては、通常、
− 底に窓が刺し込んであり、標準の水性電解液ASTM D1384−87(この電解液は、148mg/リットルの硫酸ナトリウム(NaSO)、138mg/リットルの重炭酸ナトリウム(NaHCO)、および165mg/リットルの塩化ナトリウム(NaCl)を含み、8に近いpHを有する。)を含有しているポリメタクリル酸メチル製のタンク、
− 電解槽の底の窓をさえぎっている評価することになっている化成被膜で覆われている金属表面が構成要素となっている作用電極、飽和カロメル参照電極(「SCE」)、および補助の対極としての白金電極の、電解液に浸された3つの電極、
− 3つの電極に接続し、EG&G Princeton(商標)の参照番号m352のソフトウエアで制御するPrinceton(商標)273または263タイプのポテンシオスタットを含む。
The equipment used for this evaluation is usually
A window is pierced at the bottom and the standard aqueous electrolyte ASTM D 1384-87 (this electrolyte is 148 mg / liter sodium sulfate (Na 2 SO 4 ), 138 mg / liter sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), And a tank made of polymethyl methacrylate containing 165 mg / liter sodium chloride (NaCl) and having a pH close to 8.
A working electrode, a saturated calomel reference electrode (“SCE”), and a supplementary metal surface covered with a conversion coating to be evaluated blocking the bottom window of the cell; 3 electrodes immersed in electrolyte solution, platinum electrode as counter electrode,
-Includes a Princeton (TM) 273 or 263 type potentiostat connected to three electrodes and controlled by software with reference number m352 of EG & G Princeton (TM).

3)DIN規格51160による大気腐食抵抗
金属表面の試料を、まず、各サイクルが次の特性、
− 第1部分:8時間−40℃、相対湿度100%、
− 第2部分:16時間−周囲温度および湿度
を有する連続したサイクルによって調節する加湿加温室の湿気のある雰囲気中に入れる。
3) Atmospheric corrosion resistance according to DIN standard 51160 First, each cycle has the following characteristics:
-1st part: 8 hours-40 ° C, relative humidity 100%,
-Second part: 16 hours-Place in the humid atmosphere of a humidified greenhouse regulated by a continuous cycle with ambient temperature and humidity.

指示がない限り、この方法は、処理した表面の少なくとも10%が白い錆で覆われたことが記録されるまでのサイクル数を数え続けることからなる。   Unless indicated, this method consists of continuing to count the number of cycles until it is recorded that at least 10% of the treated surface is covered with white rust.

4)摩擦下の挙動
この試験は、押し付ける圧力を80MPaまで増大することによる面−面の摩擦係数を測定することからなる。
4) Behavior under friction This test consists of measuring the surface-to-surface friction coefficient by increasing the pressing pressure to 80 MPa.

試験前に処理した試料はQUAKER製の参照番号6130のオイルで覆い、そのオイルを注ぐ量は例えば1〜2g/m程度である。 The sample processed before the test is covered with an oil of reference number 6130 manufactured by QUAKER, and the amount of the oil poured is, for example, about 1 to 2 g / m 2 .

5)スタンピング中の挙動
この試験は、化成処理にかけた板状の金属ブランクの試料から完全なスタンピングを製造することからなる。例えば、直径が64mmの最初のブランクを用いて直径が32mmと深さが25mmの皿を製造する。
5) Behavior during stamping This test consists of producing a complete stamping from a sample of a sheet metal blank subjected to chemical conversion treatment. For example, a dish having a diameter of 32 mm and a depth of 25 mm is produced using the first blank having a diameter of 64 mm.

表面処理を試験したい同じタイプの板状金属ブランクについて、それを超えるとスタンピングの途中でブランクの破裂が起こる最大のスタンピング力を、ブランクホルダーの予め決められている押し付けの力から評価する。この最大値は、ブランクホルダーが押し付ける力の一連の値に対して、図1に示すように、ブランクホルダーの力の関数である最大スタンピング力Fmaxの変化を表す曲線をたどる方式で記録される。   For the same type of sheet metal blank whose surface treatment is to be tested, the maximum stamping force beyond which the blank will burst during stamping is evaluated from the predetermined pressing force of the blank holder. This maximum value is recorded in a manner of following a curve representing a change in the maximum stamping force Fmax, which is a function of the blank holder force, as shown in FIG.

6)被膜脱脂後のリン酸処理適性
最初に、化成被膜をもつ表面は、化成被膜を除去するために、表I−「化成皮膜を得るための材料」の項のパート3)「化成浴による処理の標準的操作方式」のステップ1および2−に明記する操作方式に従って脱脂し、次いでこの脱脂した表面に、
− 2体積%のGranodine 9580M/CF(10〜25%のリン酸および少量のフッ化水素酸を含有するリン酸処理混合物)、
− 0.7体積%のStarter 958/CF(小過剰の硝酸が存在する中の亜鉛塩を含有する水溶液)、
− 0.04体積%のIntensifier No.1(少量の燐酸が存在する中の金属塩の水溶液)
− pHを調節するための、0.5体積%のPrimaire M(水酸化ナトリウム>2%を含有する水溶液)、
− 0.05体積%のCompensateur M(亜硝酸ナトリウム系水溶液、結晶化リン酸処理浴用促進剤)、
を含む水性組成物をそこに塗布することによって通常のリン酸処理を行う。
6) Phosphate treatment suitability after film degreasing Initially, the surface with the conversion coating is prepared by removing the conversion coating in Table 3-"Material for obtaining conversion coating", part 3) "By conversion bath" Degrease according to the procedure specified in Steps 1 and 2- of “Standard Operating Method for Treatment”, and then, on this degreased surface,
-2% by volume Granodine 9580 M / CF (a phosphating mixture containing 10-25% phosphoric acid and a small amount of hydrofluoric acid),
-0.7% by volume Starter 958 / CF (aqueous solution containing zinc salt in the presence of a small excess of nitric acid),
-0.04% by volume of Intensifier No. 1 (Aqueous solution of metal salt in the presence of a small amount of phosphoric acid)
-0.5 vol% Primaire M (aqueous solution containing> 2% sodium hydroxide) to adjust the pH,
-0.05% by volume Compensator M (sodium nitrite aqueous solution, accelerator for crystallization phosphating bath),
A normal phosphoric acid treatment is performed by applying an aqueous composition containing

・ 操作条件:
− 脱塩水
− 浸漬処理2分
− 温度=55℃±2℃
・ 化学分析による浴の管理
分析値は次の範囲内になければならない:
− [Zn2+]=0.9〜1.1g/リットル
− [Mn2+]=0.7〜0.9g/リットル
− [Ni2+]=0.18〜0.25g/リットル
− [F]=0.25〜0.35g/リットル
2番目に、得られたリン酸処理被膜の品質を電子顕微鏡で検査する。
・ Operating conditions:
-Demineralized water-Immersion treatment 2 minutes-Temperature = 55 ° C ± 2 ° C
• Bath management by chemical analysis The analytical value must be within the following range:
-[Zn 2+ ] = 0.9 to 1.1 g / liter-[Mn 2+ ] = 0.7 to 0.9 g / liter-[Ni 2+ ] = 0.18 to 0.25 g / liter-[F] = 0.25 to 0.35 g / liter Secondly, the quality of the obtained phosphoric acid-treated film is examined with an electron microscope.

7)脱脂およびリン酸処理後の電気泳動による有機コーティングに対する適性
最初に、表I−上記の「化成皮膜を得るための材料」の項のパート3)「化成浴による処理の標準的操作方式」のステップ1および2−に明記する操作方式に従って処理した表面を、化成被膜を除去するために脱脂し、次いでこの脱脂した表面に、上記の6)で明記した操作の方式に従ってリン酸処理を行う。最後に、通常のやり方で有機コーティングを次の条件(調合物PPG 752−965 1の例)に従ってリン酸処理した表面に電気泳動によって沈積させる。
7) Suitability for organic coatings by electrophoresis after degreasing and phosphoric acid treatment First, part 3) “Standard operating method of treatment by chemical bath” in Table I-“Materials for obtaining chemical coating” above The surface treated according to the operation method specified in Steps 1 and 2 of the above is degreased to remove the chemical conversion film, and then the degreased surface is subjected to phosphoric acid treatment according to the method of operation specified in 6) above. . Finally, the organic coating is electrophoretically deposited on a phosphated surface according to the following conditions (example of formulation PPG 752-965 1) in the usual manner.

・ 対照浴の処方
− 43.16重量%の脱イオン水(最大10μS)
− 48.18重量%のポリアミンウレタン由来の結合剤
− 8.66重量%のカチオン電着によるペイント用ペースト(顔料分散体)、
であって、
− 乾燥抽出物 =20〜24%
− pH =5.7〜6.1(25℃で)
− 混合物の導電率 =1500〜2000mS(25℃で)
・ 塗装条件:
− 浴の温度 =28〜35℃
− 塗装時間 =120〜180秒
− アノード/カソード比 =1/4
− 作動電圧 =200〜320V
− 公称焼付け(T°レベル)=175℃、15分
− 目標厚さ =18〜24μm
Control bath formulation-43.16 wt% deionized water (up to 10 μS)
-48.18% by weight polyamine urethane-derived binder-8.66% by weight cationic electrodeposition paint paste (pigment dispersion),
Because
-Dry extract = 20-24%
-PH = 5.7 to 6.1 (at 25 ° C)
-Conductivity of the mixture = 1500-2000 mS (at 25 ° C)
・ Painting conditions:
-Bath temperature = 28-35 ° C
-Coating time = 120 to 180 seconds-Anode / cathode ratio = 1/4
-Working voltage = 200-320V
-Nominal baking (T ° level) = 175 ° C, 15 minutes-Target thickness = 18-24 µm

この実施例の目的は、亜鉛被覆した板状の金属表面に緻密であると共に微細に結晶化した化成被膜を得ることを可能にする本発明によるカルボキシル化処理の条件を決定することである。亜鉛被覆した鋼板の処理は次のステップ:
− 表面を処理する準備
− 準備した表面の化成浴中の浸漬
− 得られた処理被膜の乾燥および観察
に従って進行する。
The purpose of this example is to determine the conditions for the carboxylation treatment according to the invention which makes it possible to obtain a conversion coating which is dense and finely crystallized on a zinc-coated plate-like metal surface. Processing zinc coated steel plate is the next step:
-Preparation for treating the surface-Immersion of the prepared surface in a chemical bath-Proceed according to drying and observation of the treatment film obtained.

最初の準備の処理は、表Iの連続した表示1から4で述べた通りである。化成浴の溶媒は、水/エタノール混合物であって、その比は添加する有機酸が完全に溶解するように調節する。   The initial preparation process is as described in the successive displays 1 to 4 of Table I. The solvent of the conversion bath is a water / ethanol mixture, and the ratio is adjusted so that the added organic acid is completely dissolved.

最適の処理条件が決定できるように、パラメータは種々変化させる。   The parameters are variously changed so that the optimum processing conditions can be determined.

1.1 pH
pHを変化させると、pHが高いほど化成被膜の結晶化が劣ることが分かる。さらに、高すぎるpHは、金属水酸化物の寄生析出をもたらす危険がある。このことが、現実にこの方法が1と7の間の酸性のpHに限定される理由である。pHの最低値は、表面の金属の働きとして化成被膜が満足に堆積することが確保できるように設定する。例えば、亜鉛の場合、その処理は好ましくは4と6の間のpHで目的が果たされる。
1.1 pH
When pH is changed, it turns out that crystallization of a chemical conversion film is inferior, so that pH is high. Furthermore, a pH that is too high can lead to parasitic precipitation of metal hydroxides. This is why this method is actually limited to acidic pH between 1 and 7. The minimum value of pH is set so as to ensure that the chemical conversion film is satisfactorily deposited as a function of the surface metal. For example, in the case of zinc, the treatment is preferably accomplished at a pH between 4 and 6.

1.2 浴の温度
浴の温度は20℃と80℃の間で変化させ、温度を上げると堆積の速度が促進されることが観察される。
1.2 Bath Temperature The bath temperature is varied between 20 ° C. and 80 ° C., and it is observed that increasing the temperature promotes the rate of deposition.

1.3 有機酸または対応する塩の濃度
有機酸の濃度を変化させると、濃度の範囲が0.1Mと1.5Mの間でなければならないことが分かる。現実に、既に見てきたように、濃度が0.1Mより低い場合、カルボン酸金属塩に基づく化成皮膜の形成速度は、処理の許容時間内に効果的に化成皮膜を得るにはもはや十分ではない。1.5Mより高い濃度は、有機酸の溶解性の限度が1.4〜1.5Mに近いので不可能である。
1.3 Concentration of organic acid or corresponding salt It can be seen that varying the concentration of the organic acid should have a concentration range between 0.1M and 1.5M. In fact, as already seen, when the concentration is lower than 0.1M, the rate of formation of the conversion coating based on the metal carboxylate is no longer sufficient to obtain a conversion coating effectively within the time allowed for processing. Absent. Concentrations higher than 1.5M are not possible because the organic acid solubility limit is close to 1.4-1.5M.

有機酸(単数または複数)が、塩の形で使用されるときは、塩化物、硝酸塩または硫酸塩を3g/リットル以下の濃度で使用するのが好ましい。   When the organic acid (s) are used in the form of a salt, it is preferred to use chloride, nitrate or sulfate at a concentration of 3 g / liter or less.

1.4 有機酸の炭素鎖の長さn
炭素鎖の長さを変化させると、脂肪族酸の炭素鎖が長い(nが高い)ほど、被膜の結晶は微細となり、同等量の処理条件において化成被膜の重量は高くなって、例えばnが7の値から10の値に変化すると約1.5倍高くなることがわかる。
1.4 Length of carbon chain of organic acid n
When the length of the carbon chain is changed, the longer the carbon chain of the aliphatic acid (the higher the n), the finer the crystal of the coating, and the weight of the chemical conversion coating increases under the same amount of processing conditions. It can be seen that when the value changes from 7 to 10, the value increases by about 1.5 times.

さらに、使用するカルボン酸の脂肪鎖の長さと共に化成被膜の緻密性並びにこの被膜によって提供される腐食抵抗も増大する。   Furthermore, the denseness of the conversion coating as well as the corrosion resistance provided by this coating increases with the length of the fatty chain of the carboxylic acid used.

1.5 酸化剤の性質と濃度
溶解した酸素(O)、亜硝酸塩(NO )、過酸化水素(H)または過ホウ酸塩(BO )等種々の酸化剤が使用される。酸化剤または促進剤の存在は、化成被膜の緻密性に好ましい効果のあることがわかる。
1.5 Properties and concentrations of oxidizing agents Various oxidizing agents such as dissolved oxygen (O 2 ), nitrite (NO 2 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) or perborate (BO 3 ) used. It can be seen that the presence of the oxidizing agent or accelerator has a favorable effect on the denseness of the chemical conversion coating.

1.6 浴浸漬の持続時間または処理の持続時間
処理する亜鉛被覆表面は次の特性:
− 水/アルコール比:1、
− n=7(ヘプタン酸)、[HC]=50g/リットル、
− 酸化剤:過ホウ酸ナトリウムNaBO・4HO 2g/リットル
− pH約4.7
を有する浴に数分間浸漬する。
1.6 Duration of bath immersion or duration of treatment The treated zinc coated surface has the following properties:
-Water / alcohol ratio: 1,
N = 7 (heptanoic acid), [HC 7 ] = 50 g / liter,
-Oxidizing agent: sodium perborate NaBO 3 .4H 2 O 2 g / liter-pH about 4.7
Soak in a bath with a few minutes.

処理の持続時間を変化させ、得られたカルボキシル化被膜の単位面積当り重量を観測する。   The duration of the treatment is changed and the weight per unit area of the resulting carboxylated coating is observed.

Figure 0004242653
Figure 0004242653

浴中の浸漬時間の増加は被膜の緻密性にとって好ましいことがわかる。   It can be seen that an increase in the immersion time in the bath is favorable for the denseness of the coating.

従来技術との比較
同時に、以下に示す条件下で同一の亜鉛被覆した金属板のブランク上に次の処理を行う。
Comparison with prior art At the same time, the following treatment is carried out on the same zinc-coated metal sheet blank under the following conditions.

1.単位面積当り重量が数g/m程度である皮膜をもつリン酸処理した金属板
6)(被膜脱脂後のリン酸処理適性)で明記した浴条件に従い脱脂した表面に通常のリン酸処理を行う。
1. Phosphoric acid-treated metal plate having a film with a weight of about several g / m 2 per unit area 6) Normal phosphoric acid treatment on the degreased surface according to the bath conditions specified in 6) (Adequacy of phosphoric acid treatment after film degreasing) Do.

2.単位面積当り重量が1g/m程度である皮膜をもつリン酸前処理をした金属板
次の条件:
− リン酸、MnおよびNiからなる化成浴(例えば、Chmetall VP 10118調合品)
− 200℃の乾燥
− 単位面積当り重量=1.1〜1.5g/m
にしたがい、脱脂表面上にリン酸前処理を行う。
2. Metal plate pretreated with phosphoric acid having a coating weight of about 1 g / m 2 per unit area The following conditions:
-A chemical bath consisting of phosphoric acid, Mn and Ni (e.g. Chmetall VP 10118 formulation)
-Drying at 200 ° C-Weight per unit area = 1.1-1.5 g / m 2
Accordingly, phosphoric acid pretreatment is performed on the degreased surface.

3.FR 2 465 008によるシュウ酸処理をした金属板で、その方法は、錯体のフッ化物とシュウ酸塩を含有する処理溶液による本文書の実施例4に記載されている操作の方式に従う。   3. With metal plates treated with oxalic acid according to FR 2 465 008, the method follows the mode of operation described in Example 4 of this document with a treatment solution containing a complex fluoride and oxalate.

4.WO95/21177によるカルボキシル化した金属板で、その方法は、没食子酸と3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを含有する処理溶液による本文書の実施例1に記載されている操作の方式に従う。   4). With a carboxylated metal plate according to WO 95/21177, the method follows the mode of operation described in Example 1 of this document with a treatment solution containing gallic acid and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane.

上の方法の項の3、4、5、6および7のところで定義した異なるタイプの化成被膜についての評価を進めることにより次の結果が得られる。   By proceeding with the evaluation on the different types of conversion coatings defined in the above method sections 3, 4, 5, 6 and 7, the following results are obtained.

2.1 大気腐食抵抗   2.1 Atmospheric corrosion resistance

Figure 0004242653
Figure 0004242653

本発明による処理は、従来技術による処理より優れた大気腐食抵抗を提供することがわかる。   It can be seen that the treatment according to the invention provides a better atmospheric corrosion resistance than the treatment according to the prior art.

2.2 摩擦下の挙動   2.2 Behavior under friction

Figure 0004242653
Figure 0004242653

したがって、注油前に行う本発明による化成処理は、軋みをなくすことを可能とし、同時に押し付けの圧力を増した時の摩擦係数の低下が見られる。   Therefore, the chemical conversion treatment according to the present invention performed before lubrication makes it possible to eliminate stagnation, and at the same time, the friction coefficient is lowered when the pressing pressure is increased.

また、本発明による処理は、リン酸前処理と対比して著しく改良された摩擦係数を得ることを可能にすることがわかる。   It can also be seen that the treatment according to the invention makes it possible to obtain a significantly improved coefficient of friction compared to the phosphoric acid pretreatment.

2.3 スタンピング中の挙動
図1は、
− 一方は、本発明によるカルボキシル化した(持続時間:5分)金属板上について(勾配は、補充の注油なしを記号△で、QUAKER製の参照番号6130の油による補充の注油ありを記号□によって印した)
− 他方は、処理をしてない同じ金属板上について(記号◇で印した勾配により比較例を表す)得られた結果を示す。
2.3 Behavior during stamping
-On the one hand, on a carboxylated (duration: 5 minutes) metal plate according to the invention (gradient is symbol △ for no supplementary lubrication, symbol □ for supplementary lubrication with oil QUAKER reference number 6130) Marked by)
The other shows the results obtained on the same untreated metal plate (representing a comparative example by the gradient marked with symbol ◇).

一般に、得られた勾配が低くてあまり傾斜していないほど、スタンピング中の挙動は良好である。   In general, the lower the slope obtained and the less inclined, the better the behavior during stamping.

これら3つの一連の試験から本発明による化成処理は従来のリン酸前処理に有利に取って代わることができ、燐酸の使用により引き起こされる汚染の問題を回避するのでますますそうであるものと推定される。   From these three series of tests, it is estimated that the chemical conversion treatment according to the present invention can advantageously replace the conventional phosphoric acid pretreatment and is more likely to avoid the contamination problem caused by the use of phosphoric acid. Is done.

塗装適性
本発明による化成処理を受けた金属表面は、主として自動車分野で使用される。したがって、それらを一旦は被覆したこれらの表面が、金属板、特に亜鉛被覆した金属板、の塗装のために該産業で通常使用される工程に適合することをチェックすることが重要である。
Paintability The metal surface subjected to the chemical conversion treatment according to the present invention is mainly used in the automobile field. It is therefore important to check that these surfaces once coated are compatible with the processes normally used in the industry for the coating of metal plates, in particular zinc-coated metal plates.

3.1 脱脂適性
スタンピングによる成形は、一般に、金属表面の注油を必要とし、次いで塗装またはエナメル仕上げ等その他の操作に進むことを所望する時、それは、この表面から油の痕跡を全て除去することと、同時に成形前に形成された化成被膜があれば除去することが必要である。この目的のために脱脂の工程が行われるが、その成功のためには化成被膜は容易に除去されるべきことが重要である。したがって、本発明による化成被膜が容易に脱脂できることをチェックすることが重要となる。
3.1 Degreasing properties Molding by stamping generally requires lubrication of the metal surface and then removes all traces of oil from this surface when it is desired to proceed to other operations such as painting or enamel finishing. At the same time, if there is a chemical conversion film formed before molding, it is necessary to remove it. A degreasing step is performed for this purpose, but it is important that the conversion coating should be easily removed for success. Therefore, it is important to check that the chemical conversion film according to the present invention can be easily degreased.

最初に、化成被膜をもつ金属表面のアルカリ脱脂を、表I「化成皮膜を得るための材料」の項のパート3)「化成浴による処理の標準的操作方式」のステップ1および2に明記する条件のもとで行う。   First, the alkaline degreasing of the metal surface with the conversion coating is specified in steps 1 and 2 of part 3) “Standard operating mode of treatment with conversion bath” in Table I “Materials for obtaining conversion coating”. Perform under conditions.

2番目に、処理し、次いで脱脂した試料の表面を化成被膜が消滅したか否かを見るための観察をする。   Second, the surface of the treated and then degreased sample is observed to see if the conversion coating has disappeared.

本発明によるカルボキシル化被膜は完全に消滅することがわかる。   It can be seen that the carboxylated coating according to the invention is completely extinguished.

3.2 脱脂後のリン酸処理適性
方法の6)のところで規定した操作の方式に従う手順を本発明による試料の2つの面、すなわち裸の鋼面と亜鉛被覆した面、を処理することによって行うと、化成被膜は適性範囲を提供していることが観察される。
3.2 Suitability of phosphating after degreasing The procedure according to the method of operation defined in 6) of the method is carried out by treating two surfaces of the sample according to the invention, namely the bare steel surface and the zinc-coated surface. And the conversion coating is observed to provide a suitable range.

3.3 脱脂およびリン酸処理後の電気泳動による有機コーティング適性
本発明によって処理した試料を、脱脂して、リン酸処理し、次いで被膜して観察しても特別な欠陥は示さない。
3.3 Suitability of organic coating by electrophoresis after degreasing and phosphoric acid treatment Samples treated according to the present invention do not show any special defects when they are degreased, phosphoric acid treated and then coated.

共溶媒および浸漬時間の化成被膜単位面積当り重量への影響
材料および方法の項に記載したように、ヘプタン酸を0.38モル/リットルの濃度で使用して手順を行った。
Effect of cosolvent and soaking time on weight per unit area of conversion coating The procedure was performed using heptanoic acid at a concentration of 0.38 mol / liter as described in Materials and Methods.

化成処理の実施後、精製の前処理を行う。   After the chemical conversion treatment, purification pretreatment is performed.

図2で示すように、化成被膜の単位面積当り重量は、処理すべき板状金属ブランクを本発明の溶液中に浸漬する時間の関数として、異なる溶媒組成(体積%)、
・ ケース1:水62%、エタノール38%(記号+)
・ ケース2:水61%、1−プロパノール39%(記号×)
・ ケース3:水43%、DMSO57%(記号△)
・ ケース4:水56%、NMP44%(記号□)
・ ケース5:水60%、ジアセトンアルコール40%(記号○)
に対して評価する。
As shown in FIG. 2, the weight per unit area of the conversion coating is a function of the time during which the plate metal blank to be treated is immersed in the solution of the present invention as a function of different solvent composition (volume%),
Case 1: 62% water, 38% ethanol (symbol +)
Case 2: Water 61%, 1-propanol 39% (symbol x)
Case 3: 43% water, 57% DMSO (symbol △)
Case 4: Water 56%, NMP 44% (symbol □)
Case 5: 60% water, 40% diacetone alcohol (symbol ○)
Evaluate against.

上記混合物は、ヘプタン酸の95%を超える最大可溶化のために最適化したものである。   The above mixture is optimized for maximum solubilization of over 95% of heptanoic acid.

得られた曲線から、
− 化成被膜が増加する形はケース1、4および5で類似しており、
− 280秒未満の浸漬時間に対して被膜の増加速度は、ケース1、4および5よりケース2および3において低いと結論づけることができる。
From the resulting curve,
-The increase in conversion coating is similar in cases 1, 4 and 5;
-It can be concluded that the rate of increase of the coating is lower in cases 2 and 3 than in cases 1, 4 and 5 for an immersion time of less than 280 seconds.

走査型電子顕微鏡による観察によると、被膜の結晶の形態は、
− ケース1、4および5の処理30秒後、
− ケース1、3および4の処理300秒後
で全く同じであることに留意されたい。
According to observation with a scanning electron microscope, the crystal morphology of the film is
-After 30 seconds of processing for cases 1, 4 and 5,
-Note that after 300 seconds of processing for cases 1, 3 and 4, they are exactly the same.

本発明を実行するためにその他の共溶媒、特に、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド溶媒またはテトラメチルスルホン等のスルホン溶媒も想定できよう。   Other cosolvents could be envisaged for carrying out the invention, in particular amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide or sulfone solvents such as tetramethylsulfone.

化成処理溶液中のエマルション
安全の問題を引き起こすかもしれない溶媒の使用を避けるために、適切な界面活性剤を用いて本発明による有機酸中に高度に濃縮された処理溶液を得ることが可能である。
Emulsions in chemical conversion solutions In order to avoid the use of solvents that may cause safety problems, it is possible to obtain processing solutions highly concentrated in organic acids according to the invention using suitable surfactants. is there.

ペルフルオロアルキルスルホン酸の仲間に由来する過フッ素化アニオン界面活性剤の水中30%であるATOFINA社の製品FORAFAC 1033Dの1体積%を用いて、50g/リットルのヘプタン酸と2g/リットルの過ホウ酸ナトリウム四水和物を含有するエマルションを調製する。そのエマルションは水以外の溶媒は一切含有しておらず、界面活性剤によって酸の全部が水中でエマルションおよび/または溶液となっている。   Using 1% by volume of ATOFINA's product FORAFAC 1033D, which is 30% of a perfluorinated anionic surfactant derived from a perfluoroalkyl sulfonic acid mate in water, 50 g / liter heptanoic acid and 2 g / liter perboric acid An emulsion containing sodium tetrahydrate is prepared. The emulsion does not contain any solvent other than water, and the surfactant makes all of the acid into an emulsion and / or solution in water.

pHが異なる2つの処理溶液(1つ目は常態のpH約4、他方はソーダを添加して約4.7に調整したpH)を準備する。   Two treatment solutions having different pHs (first is a normal pH of about 4 and the other is adjusted to about 4.7 by adding soda) are prepared.

実施例3のものと同じ金属板の試料を1つ目または他方の処理溶液に5分間浸漬し、次いで処理した表面を洗浄して乾燥する、方法の項の操作方式に従う手順を行う。   The same metal plate sample as in Example 3 is immersed in the first or other treatment solution for 5 minutes, and then the treated surface is washed and dried.

処理表面について行った観察によれば、
− pH約4においては、0.3mg/cmのカルボキシル化の被覆物が得られ、それは実施例4で同じ浸漬時間で得られたものに匹敵する。その被覆物は痕跡程度の界面活性剤を含有しているようであるが、この薬品が沈殿反応に関しては不活性であることを示している。
According to observations made on the treated surface,
At pH about 4, a carboxylated coating of 0.3 mg / cm 2 is obtained, which is comparable to that obtained in Example 4 with the same soaking time. The coating appears to contain traces of surfactant, indicating that the chemical is inert with respect to the precipitation reaction.

− pH約4.7においては、得られた単位面積当り重量は少し少ない(約−30%)が、被覆物の形態は実施例4で得られたものに匹敵し、その被覆物はもはや界面活性剤の痕跡を含有しない。   -At a pH of about 4.7, the weight per unit area obtained is slightly less (about -30%), but the coating form is comparable to that obtained in Example 4 and the coating is no longer interfacial. Contains no traces of activator.

電気化学的酸化のもとでの基材のカルボキシル化
ここは電気化学的手段によって金属表面から生成する金属カチオンを製造する事に関する。この場合亜鉛被覆した金属板である基材は、亜鉛被覆金属板を処理溶液に浸漬することにより、電気的に接続されていて電位が同じである2つのチタン板の間に電位をかけてアノード電流を通す。
Carboxylation of substrates under electrochemical oxidation This relates to the production of metal cations generated from metal surfaces by electrochemical means. In this case, the base material, which is a zinc-coated metal plate, is immersed in a treatment solution to apply an electric potential between two titanium plates that are electrically connected and have the same electric potential to generate an anode current. Pass through.

処理溶液としては、0.38%モル/リットルのヘプタン酸を含有し、pHが添加するソーダの量によって3.2と4.7の間にある水50%/エタノール50%の溶液を使用する。   As the treatment solution, use a solution of 50% water / 50% ethanol containing 0.38% mol / liter heptanoic acid and having a pH between 3.2 and 4.7 depending on the amount of soda added. .

材料の項の3)のところで記載した操作方式を適用し、金属板の試料を処理溶液に浸し、浸漬した金属板とチタン板の間に電流が通るようにすることによって、本発明による化成処理を行う。この手順は、10mA/cmと25mA/cmの電流密度で、1、3、5および10秒の処理時間で行う。 The chemical conversion treatment according to the present invention is performed by applying the operation method described in 3) of the material section, immersing a sample of the metal plate in the treatment solution, and allowing an electric current to pass between the immersed metal plate and the titanium plate. . This procedure at a current density of 10 mA / cm 2 and 25mA / cm 2, performing the processing time of 1, 3, 5 and 10 seconds.

図3は、単位面積当り重量について得られた結果を示しており、記号□は、電流密度10mA/cmで得られた曲線を示し、記号△は、電流密度25mA/cmで得られた曲線を示す。 FIG. 3 shows the results obtained for the weight per unit area, the symbol □ indicates the curve obtained at a current density of 10 mA / cm 2 and the symbol Δ is obtained at a current density of 25 mA / cm 2 . The curve is shown.

これらの結果によりそして処理表面についての観察から、1〜10秒後に得られた化成被膜は、化学酸化で60〜300秒後に得られたものに匹敵する、単位面積当り密度、形態および結晶化を有することがわかる。本発明によるこの処理の適用方式は、少なくとも10倍または100倍もの化成被膜の形成速度の改良を可能とし、それゆえ、特に有利である。   With these results and from observations on the treated surface, the conversion coating obtained after 1 to 10 seconds has a density per unit area, morphology and crystallization comparable to that obtained after 60 to 300 seconds with chemical oxidation. You can see that The mode of application of this treatment according to the invention makes it possible to improve the formation rate of the conversion coating by at least 10 or 100 times and is therefore particularly advantageous.

これらの観察結果は、電流密度25mA/cmで処理した試料の大気腐食抵抗の試験結果によって確認され、それを表IIIに示す。 These observations were confirmed by the test results of atmospheric corrosion resistance of samples treated at a current density of 25 mA / cm 2 and are shown in Table III.

Figure 0004242653
Figure 0004242653

ヘプタン酸とデカン酸の混合物
実施例4の手順を、0.38モル/リットルのヘプタン酸をヘプタン酸(略語HC)とデカン酸(略語HV10)の80/20の混合物(ケースA)または50/50の混合物(ケースB)に置き換え、浸漬時間を5分として行う。
Mixture of heptanoic acid and decanoic acid The procedure of Example 4 was carried out using a mixture of 0.38 mol / l of heptanoic acid with an 80/20 mixture of heptanoic acid (abbreviation HC 7 ) and decanoic acid (abbreviation HV 10 ) (case A) or It is replaced with a 50/50 mixture (Case B) and the immersion time is 5 minutes.

得られた試料の大気腐食抵抗を方法の項の試験に従って評価する。   The sample is evaluated for atmospheric corrosion resistance according to the test in the method section.

Figure 0004242653
Figure 0004242653

次に水腐食抵抗を分極抵抗の測定により評価し、その結果を図4に示す。ただし、
・ 未処理の亜鉛被覆表面は記号+で示し、
・ 後処理なしの本発明によって処理した亜鉛被覆表面は、
−ヘプタン酸によるものを記号△で示し、
−デカン酸によるものを記号×で示し、
−ヘプタン酸とデカン酸の混合物のHC/HC10のモル比が80/80に等しいものを記号*で示す。
Next, water corrosion resistance was evaluated by measuring polarization resistance, and the results are shown in FIG. However,
・ Untreated zinc coated surface is indicated by +
The zinc-coated surface treated according to the invention without post-treatment is
-The one by heptanoic acid is indicated by the symbol △,
-The one by decanoic acid is indicated by the symbol x,
A mixture of heptanoic acid and decanoic acid having a molar ratio of HC 7 / HC 10 equal to 80/80 is indicated by the symbol *.

図4のその他の勾配については下で取り扱う。   The other gradients in FIG. 4 are dealt with below.

これら3つの勾配を比較すると、ヘプタン酸とデカン酸の混合物は、ヘプタン酸またはデカン酸単独と比較して改良された水腐食抵抗を有していることがわかる。   Comparing these three slopes, it can be seen that the mixture of heptanoic acid and decanoic acid has improved water corrosion resistance compared to heptanoic acid or decanoic acid alone.

得られた被覆物についてなされた観察により、ケースB(50/50)の溶液に対応する被覆物は、ヘプタン酸またはデカン酸の1つだけで得られたものとは非常に異なる形態を有していることを見ることができる。この酸の混合物で得られた化成被膜はずっと高密度のようであり、そのことは水腐食抵抗の改良を説明する。この効果はケースA(8/20)でさらに顕著である。これら2つのケースで得られた被膜のX線回折は、デカン酸亜鉛の存在ばかりでなく混合種のそれも実証する。   According to observations made on the resulting coating, the coating corresponding to the solution of Case B (50/50) has a very different form than that obtained with only one of heptanoic acid or decanoic acid. You can see that. The conversion coating obtained with this acid mixture appears to be much denser, which explains the improved water corrosion resistance. This effect is more remarkable in case A (8/20). X-ray diffraction of the coatings obtained in these two cases demonstrates not only the presence of zinc decanoate but also that of the mixed species.

後処理
化成被膜の特性を改良するために後処理を実施するのが普通であり、本発明者等はしたがって本発明による化成被膜をもつ基材に最も適合する後処理のタイプを探した。
Post-treatment It is common to carry out post-treatment to improve the properties of the conversion coating, and the inventors have therefore sought the type of post-treatment that best fits the substrate with the conversion coating according to the invention.

亜鉛被覆した金属板を、0.38モル/リットルのヘプタン酸と2g/リットルの過ホウ酸ナトリウム水和物を含有する水/エタノール50/50の溶液に5分間浸すことにより処理する。   The zinc coated metal plate is treated by soaking for 5 minutes in a water / ethanol 50/50 solution containing 0.38 mol / l heptanoic acid and 2 g / l sodium perborate hydrate.

特性を表Vに示す後処理溶液に60秒間浸すことによって後処理を実施し、その後材料の項の3のところに記載した操作方式の最終の洗浄を行う。   The post-treatment is carried out by immersing in a post-treatment solution whose properties are given in Table V for 60 seconds, followed by a final cleaning in the operating mode described in section 3 of the material.

Figure 0004242653
Figure 0004242653

後処理が済んだら、試料の処理表面を観察および/または分析し、水腐食抵抗の電位差計による評価を材料の項の2のところに従って行う。   After the post-treatment, the treated surface of the sample is observed and / or analyzed, and the water corrosion resistance is evaluated by a potentiometer according to item 2 in the material section.

Tiの後処理は影響をもたないが、Siの後処理は、明らかに化成被膜の形態変化なしで腐食抵抗に若干の改良を可能にすることが分かる。   It can be seen that the post-treatment of Ti has no effect, but the post-treatment of Si clearly allows a slight improvement in corrosion resistance without any change in the form of the conversion coating.

+3酸化状態の希土類金属(GdIII、LuIII)を含有する後処理溶液の場合、同じ濃度および同じpHで試験して、化成被膜上に希土類の被覆物が観察されるが、この被覆物の分極抵抗Rへの効果は、図4に示すようにランタニドによって異なり、LuIIIの場合著しい効果、GdIIIの場合非常に十分な効果である。 In the case of post-treatment solutions containing rare earth metals (Gd III , Lu III ) in the +3 oxidation state, a rare earth coating is observed on the conversion coating when tested at the same concentration and at the same pH. effect on the polarization resistance R p will depend lanthanide as shown in FIG. 4, a very satisfactory effect cases of significant effects, Gd III of Lu III.

結論として、評価した後処理溶液の中でカルボキシル化被膜の形態およびそれが提供する水腐食抵抗に最も大きな影響を有すると思われるのはGdIIIの溶液である。それはまた加湿加温室で行った試験の途中で約10サイクルの改良が観察されるので大気腐食抵抗を増大することも可能にする。 In conclusion, it is the solution of Gd III that appears to have the greatest impact on the morphology of the carboxylated coating and the water corrosion resistance it provides among the post-treatment solutions evaluated. It also makes it possible to increase the atmospheric corrosion resistance since an improvement of about 10 cycles is observed during the tests conducted in the humidified greenhouse.

処理溶液へのガドリニウムイオンの添加
材料の項の2e)のところで、本発明によるカルボキシル化溶液中にその他の化合物または添加剤を導入できることを示している。前の実施例では一定の化合物の効果を後処理操作のレベルで評価したが、ここではこれらの同じ化合物の効果を、これらの化合物を化成溶液中の添加剤として使用して、処理自体のレベルで評価する。
Addition of Gadolinium Ions to the Treatment Solution In the material section 2e) it is shown that other compounds or additives can be introduced into the carboxylation solution according to the invention. In the previous examples, the effect of certain compounds was evaluated at the level of the post-treatment operation, but here the effects of these same compounds were used as an additive in the conversion solution, using the level of treatment itself. Evaluate with.

本発明による処理を、0.38モル/リットルのヘプタン酸、2g/リットルの過ホウ酸ナトリウム水和物、および表VIに掲げる添加剤の1つを含有し、pHは、硝酸を添加することによって調節することができる、水/エタノール50/50の溶液に5分間浸すことにより行う。   The treatment according to the invention comprises 0.38 mol / l heptanoic acid, 2 g / l sodium perborate hydrate, and one of the additives listed in Table VI, the pH being nitric acid added By soaking in a solution of water / ethanol 50/50 for 5 minutes.

材料の項の3の所に記載した操作の方式を、後処理を行うことなく適用できる。   The method of operation described in section 3 of the material can be applied without post-processing.

Figure 0004242653
Figure 0004242653

試料の処理表面の観察および分析の後、Tiの場合はカルボキシル化反応に負の効果があり、一方、pH=4.7におけるSiおよびGdIIIの場合は、添加剤なしのカルボキシル化と対比して何らの違いも見ることができないことが認められる。 After observation and analysis of the treated surface of the sample, Ti has a negative effect on the carboxylation reaction, while Si and Gd III at pH = 4.7 are in contrast to carboxylation without additives. It is recognized that no difference can be seen.

他方、pH=3.5におけるGdIIIの場合は、2つのタイプの異なる組成およびおそらくは異なる形状の結晶から構成される化成被膜を与える。この構造の出現は4より高いpHで観察される。方法の項の2のところに従って分極の測定を行うことにより、添加剤なしのカルボキシル化処理によって得られる標準試料で得られるものよりおよそ5倍高いRの値が得られる。 On the other hand, Gd III at pH = 3.5 gives a conversion coating composed of two types of different compositions and possibly different shapes of crystals. The appearance of this structure is observed at pH higher than 4. By measuring the polarization according to method section 2, a value of R p approximately 5 times higher than that obtained with a standard sample obtained by carboxylation without additives is obtained.

本発明によって処理せず注油した板(記号◇)および本発明によって処理し注油しなかった板(記号△)または注油した板(記号□)のスタンピングに対する挙動の評価を示し、それはブランクの保持力Fsの関数としての最大スタンピング力Fmaxの展開を表すグラフである。An evaluation of the behavior of a plate not treated according to the present invention (symbol ◇) and a plate treated according to the present invention and not lubricated (symbol △) or a plate lubricated (symbol □) with respect to stamping, which shows the holding power of the blank It is a graph showing development of the maximum stamping force Fmax as a function of Fs. 亜鉛と以下の共溶媒、 ・ エタノール(記号+) ・ n−プロパノール(記号×) ・ ジメチルスルホキシド(DMSO、記号△) ・ N−メチル−2−ピロリドン(NMP、記号□) ・ ジアセトンアルコール(DAA、記号○) の酸化の化学手段を使用したカルボキシル化溶液中の浸漬持続時間Diの関数としての本発明によって得られた化成被膜の単位面積当り重量Pの展開を表すグラフである。Zinc and the following co-solvents:-Ethanol (symbol +)-n-propanol (symbol x)-Dimethyl sulfoxide (DMSO, symbol △)-N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, symbol □)-Diacetone alcohol (DAA) , Symbol o) is a graph showing the development of the weight P per unit area of the conversion coating obtained according to the invention as a function of the immersion duration Di in the carboxylation solution using the oxidation chemistry means. 本発明による方法の実施形態に関するものであって、亜鉛を酸化するために電気化学的手段を使用し、2つの異なる電流密度(記号□=10mA/cm、記号△=25mA/cm)に対して、カルボキシル化溶液中の浸漬持続時間Dcの関数として得られた化成被膜の単位面積当り重量Pの展開を示すグラフである。It relates to an embodiment of the method according to the invention, using electrochemical means to oxidize zinc, to two different current densities (symbol □ = 10 mA / cm 2 , symbol Δ = 25 mA / cm 2 ). On the other hand, it is a graph which shows expansion | deployment of the weight P per unit area of the chemical conversion film obtained as a function of immersion duration Dc in a carboxylation solution. 以下の表面、 ・ 未処理の(「裸」)亜鉛被覆した表面(記号+で表す)、 ・ −ヘプタン酸(記号△)、 −デカン酸(記号×)、 −ヘプタン酸とデカン酸の混合物(記号*)を用いる、 本発明によるカルボキシル化により表面処理した後処理無しの亜鉛被覆した表面、 ・ ヘプタン酸を用いるカルボキシル化により処理し、希土類金属を含有する溶液(Gdは記号□、Luは記号◇)を用いて後処理した亜鉛被覆した表面 に対する測定電解質溶液中の浸漬時間の関数としての分極抵抗Rの点からみた、水腐食抵抗の電位差計による評価を示すグラフである。The following surfaces: • Untreated (“bare”) zinc-coated surface (represented by the symbol +), • Heptanoic acid (symbol Δ),-Decanoic acid (symbol x),-A mixture of heptanoic acid and decanoic acid ( A zinc-coated surface that has been surface-treated by carboxylation according to the invention and without post-treatment using the symbol *), a solution that has been treated by carboxylation using heptanoic acid and contains a rare earth metal (Gd is the symbol □, Lu is the symbol FIG. 6 is a graph showing a potentiometer evaluation of water corrosion resistance in terms of polarization resistance R p as a function of immersion time in a measured electrolyte solution for a zinc-coated surface post-treated with ◇).

Claims (25)

浴が、水性、有機性またはヒドロ−有機性であって、少なくとも1つの有機酸を遊離の形または塩の形で含み、
前記有機酸が、飽和または不飽和の脂肪族モノカルボン酸またはジカルボン酸であり、
前記有機酸が前記浴の溶液またはエマルション中に0.1モル/リットルより大きい濃度であり、
前記浴のpHが酸性であることを特徴とする、
亜鉛、鉄、アルミニウム、銅、鉛、およびそれらの合金、並びに亜鉛めっき鋼、アルミニウム被覆鋼または銅被覆鋼の中から選択される金属の表面を、過ホウ酸塩四水和物及び過酸化水素から選ばれる化学薬品を浴中に添加することによって、或いは予め浴に浸漬した前記表面と、同様に浸漬した少なくとも1つの対極の間に循環する電流を引き起こすことによって、得られる前記金属の酸化を引き起こす条件で、前記浴と接触させることにより、前記金属の表面に、成形前に、本質的に金属カルボキシレートからなる化成被膜を析出させる方法。
The bath is aqueous, organic or hydro-organic and comprises at least one organic acid in free or salt form;
The organic acid is a saturated or unsaturated aliphatic monocarboxylic acid or dicarboxylic acid;
The organic acid is present in the bath solution or emulsion at a concentration greater than 0.1 mol / liter;
The pH of the bath is acidic,
Zinc, iron, aluminum, copper, lead, and alloys thereof, as well as surfaces of metals selected from galvanized steel, aluminum coated steel or copper coated steel, perborate tetrahydrate and hydrogen peroxide The oxidation of the metal obtained is effected by adding a chemical selected from the above into the bath or by causing a current to circulate between the surface previously immersed in the bath and at least one counter electrode that is also immersed in the bath. A method of depositing a chemical conversion film consisting essentially of a metal carboxylate on the surface of the metal before forming by bringing it into contact with the bath under conditions that cause it.
浴が、共溶媒をさらに含有する請求項1に記載の方法。  The method of claim 1 wherein the bath further comprises a co-solvent. 浴が、前記金属の酸化用の化学薬品をさらに含有する請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the bath further contains a chemical for oxidizing the metal. 浴が、pH調整のための薬品をさらに含有する請求項1に記載の方法。  The method according to claim 1, wherein the bath further contains a chemical for pH adjustment. 浴が、界面活性剤をさらに含有する請求項1に記載の方法。The method of claim 1 wherein the bath further comprises a surfactant . 浴が、Cu2+、Co2+、Ni2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+またはAl3+から選択される金属カチオンをさらに含有する請求項1に記載の方法。The method of claim 1, wherein the bath further comprises a metal cation selected from Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ , Mn 2+, or Al 3+ . 浴が、希土類イオンをさらに含有する請求項1に記載の方法。  The method of claim 1, wherein the bath further comprises rare earth ions. 浴が、キレート化剤をさらに含有する請求項1に記載の方法。The method of claim 1 wherein the bath further comprises a chelating agent . 前記有機酸を5から16個の炭素原子を有する飽和モノカルボン酸の中から選択する請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。9. A process according to any one of the preceding claims, wherein the organic acid is selected from saturated monocarboxylic acids having 5 to 16 carbon atoms. 前記有機酸を10から18個の炭素原子を有する不飽和モノカルボン酸の中から選択する請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。9. A process according to any one of the preceding claims, wherein the organic acid is selected from unsaturated monocarboxylic acids having 10 to 18 carbon atoms. 前記有機酸を4から12個の炭素原子を有する飽和ジカルボン酸の中から選択する請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。9. A process according to any one of the preceding claims, wherein the organic acid is selected from saturated dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms. 前記有機酸を、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、およびデカン酸の中から選択する請求項9に記載の方法。The method according to claim 9 , wherein the organic acid is selected from hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, and decanoic acid. 前記不飽和有機モノカルボン酸が、ウンデセン酸、オレイン酸またはリノール酸である請求項10に記載の方法。The method according to claim 10 , wherein the unsaturated organic monocarboxylic acid is undecenoic acid, oleic acid or linoleic acid. 前記飽和有機ジカルボン酸が、セバシン酸またはアゼライン酸である請求項11に記載の方法。The method according to claim 11 , wherein the saturated organic dicarboxylic acid is sebacic acid or azelaic acid. 前記有機酸が、ヘプタン酸であることを特徴とする請求項12に記載の方法。The method according to claim 12 , wherein the organic acid is heptanoic acid. 浴が、ヘプタン酸の他にデカン酸またはウンデセン酸を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。The process according to claim 15 , characterized in that the bath contains decanoic acid or undecenoic acid in addition to heptanoic acid. 共溶媒が、エタノール、n−プロパノール、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドンまたはジアセトンアルコールの中から選択される請求項2に記載の方法。  The process according to claim 2, wherein the co-solvent is selected from ethanol, n-propanol, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone or diacetone alcohol. 共溶媒が、ジアセトンアルコールである請求項17に記載の方法。The process according to claim 17 , wherein the co-solvent is diacetone alcohol. 前記浴が、+3の酸化状態にある希土類イオンを1×10−3モル/リットル以上の濃度で含み、浴のpHが4より高いことを特徴とする請求項7に記載の方法。The method according to claim 7, wherein the bath contains rare earth ions in the +3 oxidation state at a concentration of 1 × 10 −3 mol / liter or more, and the pH of the bath is higher than 4. 9. 前記希土類イオンが、ガドリニウムイオンである請求項19に記載の方法。The method according to claim 19 , wherein the rare earth ion is a gadolinium ion. 浴中の有機酸濃度、前記浴の使用条件および前記金属の酸化を引き起こす条件を、金属表面上に単位面積当り重量が1g/mから6g/mのカルボキシル化被膜が得られるように適合させることを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。The organic acid concentration in the bath, the conditions that cause oxidation of the use conditions and the metal of the bath, as carboxylated coating 6 g / m 2 weight per unit area is from 1 g / m 2 on the metal surface can be obtained fit 21. The method according to any one of claims 1 to 20 , wherein: 前記表面の処理の終わりに、希土類金属の中から選択される+3の酸化状態にある多価カチオンを1×10−3モル/リットル以上の濃度で含有する浴を用いて後処理を行うことを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の方法。At the end of the surface treatment, post-treatment is performed using a bath containing a polyvalent cation in a +3 oxidation state selected from rare earth metals at a concentration of 1 × 10 −3 mol / liter or more. 22. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is characterized in that 前記金属表面の腐食に対する一時的な保護のための請求項1から22のいずれか一項に記載の方法の使用。23. Use of the method according to any one of claims 1 to 22 for temporary protection against corrosion of the metal surface. 亜鉛、鉄、アルミニウム、銅、鉛、およびそれらの合金、並びに亜鉛めっき鋼、アルミニウム被覆鋼または銅被覆鋼の中から選択される金属の表面を有する金属板のカルボキシル化処理を請求項1から22のいずれか一項に記載の方法に従って行い、前記処理金属板に注油し、成形する、成形された前記金属板を製造する方法。Zinc, iron, aluminum, copper, lead, and their alloys, as well as galvanized steel, carboxylation process of a metal plate having a surface of a metal selected from aluminum-coated steel or copper coated steel claims 1 22 The method of manufacturing the shape | molded said metal plate which is performed according to the method as described in any one of these, and lubricates and shape | molds the said process metal plate. 前記金属板を亜鉛または亜鉛合金で被覆した鋼から造り、それをスタンピングで成形することを特徴とする請求項24に記載の方法。25. The method according to claim 24 , wherein the metal plate is made from steel coated with zinc or a zinc alloy and is stamped.
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