JPH0215178A

JPH0215178A - 化成処理剤及び化成処理浴

Info

Publication number: JPH0215178A
Application number: JP16353088A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ikeda; 哲池田
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2668555B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鉄、鉄系合金等の金属表面、特に錫メツキした
鉄の表面に化成皮膜を形成するのに使用する化成処理剤
及び化成処理浴に関する。

〔従来の技術〕

各種の缶詰めや清涼飲料、ジュース等を充填する容器と
して、鉄缶が広く使用されている。鉄缶としては、薄い
鉄板を缶状に加工したものや、絞りしごき法により成形
した缶（ＤＩ缶）等が用いられているが、いずれも材質
そのものが耐食性に劣るため、防食用のコーティングを
施こすのが普通である。防食用のコーティングとしては
、エポキシ樹脂等の薄膜を缶体の表面に形成したものが
船釣であるが、このような樹脂コーティングは鉄板の表
面上に直接形成するのではなく、表面処理した上に施こ
されている。このような表面処理として防食性、塗膜密
着性等の観点から化成処理を行うのが好ましいが、この
ような化成処理は、スズメツキした鉄缶に施こずことが
多い。

ところで、上記化成処理の方法としては、代表的な例と
して、クロム酸、リン酸を含有する溶液で処理する方法
がある。この方法によると、塗膜との密着性、耐食性と
もに良好な皮膜を得ることができるが、非常に毒性の高
い６価のクロムを使用しているため、人体への影響及び
廃水処理等に問題がある。そこで６価のクロムを含まな
い溶液がこれまで種々開発されている。

例えば、オルト燐酸及びその塩類の少なくとも１種と、
フィチン酸及びその塩類の少なくとも１種とを含有する
ｐＨ３〜５の水溶液で、錫メツキ缶を化成処理する方法
（特公昭５８−３９２３１号）や、酸性のアルカリ燐酸
塩、塩素酸塩及び臭素酸塩の１種又は２種以上、錫イオ
ン、並びに塩素イオンを含有するｐＨ３〜６の金属表面
皮膜形成処理液（特公昭５８−４１３５２号）や、ヘキ
サフルオロジルコニウム（ＩＶ）酸塩、フィチン酸又は
その塩、燐酸又はその塩、及び塩素酸塩を配合した酸性
水溶液でスズメッキ鉄等の金属表面を化成処理する方法
（特開昭５９−８３７７５号）などが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特公昭５８−３９２３１号に記載されて
いる方法で処理した場合、耐食性は良好であるが、処理
浴中のフィチン酸と錫メツキ缶から溶出した錫及び鉄と
で塩が生成し、前記塩（以下同様）が缶に付着して缶の
搬送が円滑に行なえなくなるという問題がある。また、
缶の印刷時にこの付着物がゴムブランケットに転写され
、印刷が円滑に行われなくなるという問題も生ずる。

また特公昭５８−４１３５２号に記載されている処理液
で化成処理した場合、金属表面の耐食性、特に未塗装時
の耐食性が不十分である。

さらに特公昭５９−８３７７５号に記載されている方法
では、処理開始当初は良好な結果が得られるものの、錫
メツキ缶から溶出した錫及び鉄分が処理浴中に蓄積して
くると、処理浴中の皮膜化成成分であるジルコニウム、
フィチン酸及び燐酸で沈澱物が生成し、処理浴の寿命が
短かくなるという問題がある。

従って本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消
し、処理工程に種々の障害を及ぼすような塩類が処理浴
中で生成されず、耐食性に優れているとともに塗膜密着
性の良好な化成皮膜を形成することのできる化成処理剤
及び化成処理浴を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために鋭意研究の結果、本発明者
は、化成処理浴としてオルト燐酸及び／又はその塩、蓚
酸及び／又はその塩、並びに２価の錫イオンを特定の割
合で配合することにより、鉄分の溶出が少な（、良好な
耐食性、塗膜密着性を有する化成皮膜を与えることがで
きることを発見し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の化成処理剤は、オルト燐酸及び／又
はその塩をＰＯ４換算で１〜３０重量部、蓚酸及び／又
はその塩を蓚酸換算で０．００５〜０．５重量部、及び
２価の錫イオンを０．００５〜０．５重量部含有するこ
とを特徴とする。

また、本発明の化成処理浴は、オルト燐酸及び／又はそ
の塩をＰＯ４換算で１〜３０　ｇ　／　ｆｌ　、蓚酸及
び／又はその塩を蓚酸換算で０．００５〜０．５ｇ／ｌ
及び２価の錫イオンを０．００５〜０．５ｇ／ｌ含有し
、ｐＨが３〜５であることを特徴とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の化成処理剤は特に錫メツキした鉄缶等の表面処
理に用いるものであり、下記の成分を所定の割合で含有
し、適当な濃度となるように希釈して化成処理浴とする
。

第一の成分はオルト燐酸及び／又はその塩である。オル
ト燐酸の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチ
ウム塩、アンモニウム塩等が挙げられ、またオルト燐酸
を苛性アルカリ、炭酸アルカリ等で中和したものでもよ
い。オルト燐酸及びその塩は、いずれか一方を使用する
か、または併用することができ、さらに二種以上の塩を
組合せて用いてもよい。第一の成分はＰＯ４換算で１〜
３０重量部（化成処理浴中の濃度としては、ＰＯ４換算
で１〜３０　ｇ　／　ｊｌ！、以下同じ）、好ましくは
３〜１０重量部（３〜１０ｇ／ｌ）である。化成処理浴
中においてオルト燐酸及び／又はその塩の含有量が１ｇ
／ｌ未満では、化成皮膜の生成が不十分であるばかりか
、得られる化成皮膜の耐食性が低い。

方、３０ｇ／ｌを越えると金属面のエンチングが促進さ
れ、外観が損なわれるとともに、耐食性、塗膜密着性も
低下する。

第二の成分は蓚酸及び／又はその塩である。蓚酸の塩と
しては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アン
モニウム塩、錫塩等が挙げられる。

第二の成分は蓚酸換算で０．００５〜屹５重量部（００
０５〜０．５ｇ／り、好ましくは０．０２〜０．１重量
部（０，０２〜０．１ｇ／ｌ）の含有量である。化成処
理浴中において蓚酸及び／又はその塩の含有量が０、０
０５　ｇ　／ｌ未満では、十分な耐食性、塗膜密着性が
得られない。一方、０．５ｇ／ｊ２を越えると、金属面
のエツチングが促進され、外観が損なわれるとともに耐
食性も低下する。

さらに、本発明の化成処理剤（化成処理浴）は、第三の
成分として０．００５〜０．５重量部（０，００５〜０
．５ｇ／ｌ）、好ましくは０．０１〜０．０５重量部（
０゜吋〜０．０５　ｇ　／ｌ）の２価の錫イオンを含有
している。２価の錫イオンとしては、塩化第一錫、硫酸
第一錫、蓚酸銀等を挙げることができる。なお、錫イオ
ンは２価である必要があり、４価の錫イオンは、錫メツ
キ面を過剰にエツチングする結果となるので不適当であ
る。化成処理浴中において２価の錫イオンの含有量が０
．００５　ｇ　／　ｊ２未満では、得られる化成皮膜の
耐食性、塗膜密着性が不十分である。一方、０．５ｇ／
Ａを越えて配合しても、それ以上の配合効果はなく、逆
に処理浴中において、多量のスラッジが発生し、処理作
業効率が低下する。

本発明の化成処理浴は、ｐＨが３〜５である必要があり
、好ましくは３．０〜３．５である。ｐＨが３未満では
金属表面のエツチングが促進されすぎて外観が不良とな
り、また得られる化成皮膜の耐食性も低い。また、ｐＨ
が５を越えると、化成反応が満足に進行せず、化成皮膜
が形成しにくくなる。

本発明の化成処理剤は、上述の各成分を水に添加混合し
て水性濃厚溶液（濃度的１０〜１００慶大度）にするこ
とにより調製されるが、これを適量の水で所定濃度に希
釈後、必要に応じてｐＨを調整して本発明の化成処理浴
とする。なお、処理浴中で特に消費され易い燐酸成分は
、自動補給により一定の濃度に保つことができる。また
２価の錫イオンは、皮膜生成反応中に缶の錫メツキ層か
ら処理浴中へ溶出してくるため、特に補給する必要はな
い。

本発明の化成処理浴を、錫メツキした鉄等の金属表面に
適用するには、まず金属表面を脱脂、水洗いし、次いで
浸漬法、スプレー法などの任意の方法で処理浴を塗布す
る。処理温度は、一般に常温〜８０℃、好ましくは４０
〜６０℃、処理時間は通常約５秒〜２分、好ましくは２
０〜６０秒である。その後、水洗、純水による洗浄、乾
燥を行って処理を完了する。

〔作　用〕

本発明の化成処理浴で錫メツキ缶表面を処理すると、主
に錫メツキ層が蓚酸によりエツチングされ、錫が処理浴
中に溶出するが、溶出した錫と燐酸とによって不溶性の
燐酸銀が形成され、この燐酸銀が錫メツキ缶の露出鉄面
を化成皮膜として被覆する。その結果、鉄の露出面がな
くなり、耐食性、塗膜密着性が向上する。また蓚酸は処
理浴中の錫を２価の錫イオンとして保持する機能も有し
ている。

一２価の錫イオンは、蓚酸と燐酸による錫メツキ缶のオー
バーエツチングを抑制し、エツチング反応と皮膜生成反
応のバランスを適度に保つ働きをする。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明
する。

なお、以下の実施例及び比較例における（１）外観（２
）未塗装耐食性、（３）塗装耐食性、（４）塗膜密着性
は、次のようにして評価した。

（１）外観化成処理浴で処理、乾燥後の缶の外観を肉眼で観察し、
下記の３段階で評価した。

○：光沢あり △：光沢余りなし ×：光沢なし、黄変発生（２）未塗装耐食性化成処理浴で処理、乾燥後の缶の側面を３　ｃｍＸ　４
　ｃｍの大きさに切り取り、缶の内面が１ｃｍＸ１　ｃ
ｍの範囲で露出するようにテープでシールした。この試
験片を２８ｇ／ｌの燐酸水溶液（Ｎａ叶でｐＨを２．４
に調整）中に、４０℃で４８時間浸漬した後、腐食状態
を観察し、下記の５段階で評価した。

５：腐食面積が０％４：腐食面積が５％未満３：腐食面積が５％以上、２０％未満２：腐食面積が２０％以上、５０％未満１：腐食面積が
５０％以上（３）塗装耐食性化成処理浴で処理、乾燥後の缶内面に市販のエポキシ系
塗料を膜厚４〜５μｍとなるように塗布し、２１０℃で
焼付けを行った。次いで、塗装缶側面を５　ａｍ　Ｘ　
５　ｃｍの大きさに切り取り、バック・エツジをテープ
でシールし、塗装面に缶に対して横方向に鋭利な刃物で
素地に達するまで３　ｃｍの長さに傷をつけた。この試
験片を１．３ｇ／１２のクエン酸水溶液（Ｎａ［ｌＨで
ｐＨを３．６に調整）中に４０℃で３０日間浸漬した後
、腐食状態を観察し、下記の５段階で評価した。

５・腐食幅が５田ｍ未満４；腐食幅が５　ｍｍ以上、１０ｍｍ未満３；腐食幅が
１０ｍｍ以上、１５ｍｍ未満２：腐食幅が１５市以上、
２０ｍｍ未満１：腐食幅が２０ｍｍ以上（４）塗膜密着性（３）塗装耐食性の評価に使用したものと同様の塗装缶
の側面を５ｃｍ×１０ｃｍの大きさに切り取り、この試
験片を５０ｇ／ｌの酢酸水溶液中に沸とう状態で３０分
間浸漬した。その後、塗装面に鋭利な刃物で素地に達す
るまで、ｌ　ｍｍ　Ｘ　ｌ　ｍｍの１００個の基盤目が
できるように傷をつけた。次いで、その上に粘着テープ
を強く押し付け、これを急激に引きはがしたときの塗膜
剥離状態を観察し、下記の５段階で評価した。

５：剥離面積が０％４：剥離面積が５％未満３：剥離面積が５％以上、２０％未満２・剥離面積が２０％以上、５０％未満１・剥離面積が
５０％以上実施例１〜８、比較例１〜７錫目付量が＃２５／＃５０　（２，８ｇ／ｍ’／　５．
６ｇｍ＋　）の錫メツキＤＩ缶を、アルカリ脱脂剤（日
本ペイント■製、リドリン５Ｎ３１１）の１０ｇ／ｌ溶
液で脱脂し、水洗した後、第１表に示す組成及びｐＨの
化成処理浴で、５０℃にて３０秒間スプレー処理した。

なお、第１表においてＰＯ４はＩｔ３Ｐ（］４、蓚酸は
ＬＣ２０イＳｎ”は５ｎＣ１□・２Ｈ２０を添加し、ｐ
ＨはＮａＯＨで調整した。次いで、水道水による洗浄及
び純水による洗浄後、２００℃で３分間乾燥した。

乾燥後の多缶について、外観、未塗装耐食性を評価した
。結果を第２表に示す。

その後、イヒ成処理済のＤＩ缶に市販の前記エポキシ系
塗料を膜厚４〜５μｍとなるように塗布し、２１０℃で
焼付けを行った。

得られた塗装缶について塗装耐食性、塗膜密着性を評価
した。その結果を第２表に示す。

本発明の化成処理浴で処理した場合（実施例１〜８）は
、処理浴中に塩や沈殿物が生成するようなことが少なく
、処理浴の寿命が短かくならなか工３った。また塩が生成しても水洗で簡単に洗い流せるため
、缶に付着するようなことはなく、従って塩の付着によ
り缶の搬送や印刷に支障をきたすようなことはなかった
。さらに以上の結果からも明らかなように、外観、耐食
性、塗膜密着性ともに良好な結果が得られた。

第表第表〔発明の効果〕本発明の化成処理剤および化成処理浴を用いれば、耐食
性に優れた化成皮膜を金属表面に形成することができる
。また、この皮膜上に塗装を施す場合には、非常に強固
な塗膜密着性を得ることができる。

さらに本発明の化成処理浴では、処理中に塩や沈殿物が
生成するようなことが少ないため、塩の付着により、缶
の搬送や印刷の障害になったり、あるいは処理浴の寿命
が短かくなったりするようなとがない。

このような特徴を有する化成処理剤及び化成処理浴は、
錫メンキした鉄表面の処理、特に錫メツキした絞りしご
き鉄缶（ＤＩ缶）を化成処理するのに好適である。

出　願　人　　日本ペイント株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）オルト燐酸及び／又はその塩をＰＯ＿４換算で１
〜３０重量部、蓚酸及び／又はその塩を蓚酸換算で０．
００５〜０．５重量部、及び２価の錫イオンを０．００
５〜０．５重量部含有することを特徴とする化成処理剤
。
（２）オルト燐酸及び／又はその塩をＰＯ＿４換算で１
〜３０ｇ／ｌ、蓚酸及び／又はその塩を蓚酸換算で０．
００５〜０．５ｇ／ｌ、及び２価の錫イオンを０．００
５〜０．５ｇ／ｌ含有し、ｐＨが３〜５であることを特
徴とする化成処理浴。