JPH0419307B2 - - Google Patents

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JPH0419307B2
JPH0419307B2 JP50260682A JP50260682A JPH0419307B2 JP H0419307 B2 JPH0419307 B2 JP H0419307B2 JP 50260682 A JP50260682 A JP 50260682A JP 50260682 A JP50260682 A JP 50260682A JP H0419307 B2 JPH0419307 B2 JP H0419307B2
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Japan
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phosphate
coating
nickel
bath
zinc
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JP50260682A
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Japanese (ja)
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Ronarudo Daburyu Zurira
Jon Hafu
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Henkel Corp
Original Assignee
Parker Chemical Co
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Publication date
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Publication of JPH0419307B2 publication Critical patent/JPH0419307B2/ja
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    • 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
    • C23C22/05Chemical 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 using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08Orthophosphates
    • C23C22/12Orthophosphates containing zinc cations
    • 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
    • C23C22/05Chemical 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 using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/36Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
    • C23C22/362Chemical 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 using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing also zinc cations

Description

請求の範囲 1 腐食性の金属基体を、第1及び第2の二価金
属カチオンおよび燐酸塩イオンを含む酸性水溶液
に露出することにより該基体上に燐酸塩変換被覆
を析出させる耐アルカリ溶解性燐酸塩変換被覆の
製造方法において、 (a) 前記第1の二価金属をマグネシウム、ニツケ
ル、コバルト及びマンガンのカチオンから選択
し、 (b) 前記第2の二価金属カチオンとして亜鉛カチ
オンを選択し、かつ、 (c) 前記水溶液中の前記第1および第2の二価金
属カチオンの濃度を、前記溶液中の第1の二価
金属カチオンの濃度が被覆時点で前記溶液中の
全二価金属カチオンの84〜94モル%の範囲に維
持されるように調節することを特徴とする耐ア
ルカリ溶解性燐酸塩変換被覆の製造方法。 2 前記溶液中の第1の二価金属カチオンの濃度
が少くとも1.0g/である上記第1項記載の方
法。 3 前記溶液中の第2の二価金属カチオンの濃度
が少くとも0.2g/である上記第1項記載の方
法。 4 前記溶液中の第2の二価金属カチオンの濃度
が0.2〜0.6g/である上記第3項記載の方法。 5 前記溶液中の燐酸塩イオンの濃度が少くとも
前記金属カチオンと二水素燐酸塩を形成するのに
十分である上記第1項記載の方法。 6 前記第1の二価金属カチオン対前記第2の二
価金属カチオンのモル比が5.2:1ないし16:1
の範囲である上記第1項記載の方法。 7 腐食性の金属基体を、第1の二価金属カチオ
ン、第2の二価金属カチオンおよび燐酸塩イオン
を含む酸性水溶液と接触させて、前記の第1の二
価金属カチオンおよび第2の二価金属カチオンと
燐酸塩イオンとの化合的結合からなる燐酸塩変換
被覆を形成することから成り、その際、前記第2
の二価金属カチオンを、前記基体と溶液との接触
の過程において、前記第1の二価金属カチオンよ
り大きい割合で前記溶液から除去してその結果溶
液中の第1の二価金属カチオンを第2の二価金属
カチオンより富化させるようにする耐アルカリ溶
解性燐酸塩変換被覆の製造方法において、 (a) 前記第1の金属カチオンをマグネシウム、ニ
ツケル、コバルト及びマンガンのカチオンから
選択し、 (b) 前記第2の二価金属カチオンとして亜鉛カチ
オンを選択し、かつ、 (c) 前記水溶液中の前記第1および第2の二価金
属カチオンの濃度を、前記溶液中の第1の二価
金属カチオンの濃度が被覆時点において溶液中
の全二価金属カチオンの84〜94モル%の範囲に
維持されるように、前記溶液からの前記第1の
二価金属カチオンと第2の二価金属カチオンの
除去割合に対応するように同じ割合で第1の二
価金属カチオンと第2の二価金属カチオンを含
む補充用濃縮物の補給によつて調節する。 ことを特徴とする耐アルカリ溶解性燐酸塩変換被
覆の製造方法。 8 前記補充用濃縮物中の第1の二価金属カチオ
ン対第2の二価金属カチオンのモル比が18:82で
ある上記第7項記載の方法。 9 腐食性の金属基体を、第1および第2の二価
金属カチオンおよび燐酸塩イオンを含む酸性水溶
液に露出することにより該基体上に燐酸塩変換被
覆を析出させる耐アルカリ溶解性燐酸塩変換被覆
の製造方法において、 (a) 前記第1の二価金属カチオンをマグネシウ
ム、ニツケル、コバルト及びマンガンのカチオ
ンから選択し、 (b) 前記第2の二価金属カチオンとして亜鉛カチ
オンを選択し、 (c) 前記水溶液中の前記第1および第2の二価金
属カチオンの濃度を、前記溶液中の第1の二価
金属カチオンの濃度が被覆時点で前記溶液中の
全二価金属カチオンの84〜94モル%の範囲に維
持されるように調節し、 (d) 前記酸性水溶液の全酸含量を10〜40%ポイン
トの範囲に維持し、 (e) 前記酸性水溶液の遊離酸含量を0.5〜2.0ポイ
ントに維持し、かつ (f) 前記酸性水溶液の全酸/遊離酸の比を10〜50
の範囲に維持する ことを特徴とする耐アルカリ溶解性燐酸塩変換被
覆の製造方法。 10 腐食性の金属基体を、第1および第2の二
価金属カチオンおよび燐酸塩イオンを含む酸性水
溶液に露出することによつて耐アルカリ溶解性燐
酸塩変換被覆を製造する方法において、 (a) 前記第1の二価金属カチオンをマグネシウ
ム、ニツケル、コバルト及びマンガンのカチオ
ンから選択し、 (b) 前記第2の二価金属カチオンとして亜鉛カチ
オンを選択し、 (c) 前記酸性水溶液中の前記第1および第2の二
価金属カチオンの濃度を、前記第1の二価金属
カチオンの濃度が被覆時点で前記溶液中の第1
および第2の二価金属カチオンの全量の84〜94
モル%の範囲に維持されるように調節し、 (d) 前記溶液を100〜150〓(38〜65℃)の範囲に
維持し、かつ (e) 前記基体を30〜120秒の範囲の時間前記溶液
と接触させることを特徴とする 耐アルカリ溶解性燐酸塩変換被覆の製造方法。 11 前記基体が鉄、炭素鋼、低合金鋼、アルミ
ニウムまたは亜鉛から選択される上記第10項記
載の方法。 12 前記第1の二価金属カチオンがニツケルカ
チオンであり、前記被覆がZn2Ni(PO42・H2Oの
形の連続結節状構造の混合金属燐酸塩を含む前記
第10項記載の方法。 13 腐食性の金属基体を、第1および第2の二
価金属カチオンおよび燐酸塩イオンを含む酸性水
溶液に露出することによつて耐アルカリ溶解性燐
酸塩変換被覆の製造する方法において、 (a) 前記第1の二価金属カチオンをマグネシウ
ム、ニツケル、コバルト及びマンガンのカチオ
ンから選択し、 (b) 前記第2の二価金属カチオンとして亜鉛カチ
オンを選択し、 (c) 前記酸性水溶液中の前記第1および第2の二
価金属カチオンの濃度を、前記第1の二価金属
カチオンの濃度が被覆時点で前記溶液中の第1
および第2の二価金属カチオンの全量の84〜94
モル%の範囲に維持されるように調節し、 (d) 前記溶液を100〜150〓(38〜65℃)の範囲に
維持し、 (e) 前記基体を30〜120秒の範囲の時間前記溶液
と接触させ、かつ (g) 前記溶液に更に弗化物イオンを含有させるこ
とを特徴とする耐アルカリ溶解性燐酸塩変換被
覆の製造方法。 14 前記弗化物イオンを弗化物、フルオロ硼酸
塩、フルオロ珪酸塩又はその他の錯弗化物として
導入し、かつ前記溶液中に0.1〜1.0g/の範囲
の量で存在させる上記第13項記載の方法。 15 金属基体およびその上に沈着された燐酸塩
変換被覆を有し、該被覆が少くとも1種の第1の
二価金属元素と第2の二価金属元素を含む混合し
た金属燐酸塩からなり、それらのカチオンが燐酸
塩イオンと化合物に結合している耐食性被覆金属
物品において、 (a) 前記被覆中の前記第1の二価金属元素がマグ
ネシウム、ニツケル、コバルト及びマンガンか
ら選択され、 (b) 前記第2の二価金属元素が亜鉛であり、かつ (c) 前記燐酸塩被覆の第1の二価値金属含量が少
くとも13.7重量%であり、前記被覆の第2の二
価金属含量が少くとも25重量%である。 ことを特徴とする耐食性被覆金属物品。 16 前記第1の二価金属がニツケルであり、そ
のニツケル含量が前記被覆の第1の二価金属およ
び第2の二価金属の含量の少くとも15モル%であ
る上記第15項記載の耐食性被覆金属物品。 17 前記被覆がZn2Ni(PO42・4H2Oの形の連
続結節状構造の混合金属燐酸塩を含む上記第15
項記載の耐食性被覆金属物品。 18 前記被覆が1.3g/m2以下の均一重量を有す
る上記第15項記載の耐食性被覆金属物品。 発明の背景と先行技術 燐酸亜鉛変換被覆を金属表面に施すことによ
り、ペイント用の下地を調えると共に、腐食性環
境下におけるペイントのアンダーカツトを阻止し
ている。当初は付着性が変換被覆を選ぶ際に考慮
すべき主要な事項であつた。耐食性についてのい
つさいの改良は、さらに緊密な、さらに接着力の
ある被覆系の結果として現われた(米国特許第
3144360号及び第3520737号参照)。 リース(Ries)らの米国特許第3810792号にお
いては、深絞り加工を目的とした短時間の吹付又
は浴浸漬による接触時間内に緊密で稠密な燐酸塩
層を得るために、ニツケル含有率の高い燐酸塩被
覆が用いられた。リースの特許明細書に記載され
ている例は、100%の燐酸ニツケル浴及び約68〜
69モル%の燐酸ニツケル浴を用いたものに限られ
ている。皮膜含有量が変動した際、燐酸塩の性質
に不連続性があることについてリースの特許は全
然触れていない。リースの開示を無制限に実施し
ても耐アルカリ性についての改善は得られないで
あろう。その理由は、(a)リースは余りにも広範囲
のニツケルを無差別に用いているため、耐アルカ
リ性の改善が得られる見込みのない組成物の中を
盲目的にさすらう結果になつていること、及び(b)
もし、リースによつて発見されていれば当然記述
したに違いないことであるが、塗装後の耐アルカ
リ溶解及び耐食性にクアンタム ジヤンプ
(quantum jump)があることをリースの実施例
はなんら示していないからである。 燐酸塩変換被覆における層形成金属の使用 これらの初期被覆が施された方法は、層形成金
属カチオン、燐酸塩イオン及び酸化剤を含む溶液
を用い、被覆すべき製品に該溶液を噴霧し、又は
その浴中に浸漬することを包含した。典型的に
は、層形成イオンとして、亜鉛、若干の場合に
は、カルシウム、鉄又はマンガンが単独で又は組
合わせて用いられた。燐酸塩イオンは、典型的に
は燐酸を用いることによつて導入された。酸化剤
は、普通無機の化合物であり、しばしば上記金属
の塩又はナトリウムもしくはアンモニウムの塩で
構成された。 現在使われている通り、この技術の大部分はそ
のまま変わらないで残つている。ニツケルが燐酸
塩溶液に導入されるようになつた。鋼、亜鉛、及
び時によつてはアルミニウム上に特に均質で連続
的な構造の燐酸塩被覆用の層形成金属として有用
な要素として、ニツケルは不動の評価を受けてい
る。従来技術から見て、ニツケルが本来耐食性を
高める目的で添加されたものでないことは明らか
である。リースの特許を除いては、燐酸塩溶液に
加えられるニツケルは比較的少量であつて、常に
溶液の重量の6%未満であつた。ニツケルが亜鉛
イオンと共存した場合には、ニツケル対亜鉛比が
1:1又はそれ以下となるような量のニツケルが
添加された(米国特許第4053328号、第3723334
号、第4110128号、第4153479号及び第4231812号
参照)。 燐酸塩の防食効果についての検討は道路塩の使用
量増加が動機である しかしながら、常に高品質を保ち、そして耐食
性に富む燐酸塩被覆を要望する声が高まつてき
た。自動車についての腐食の問題が大きく取上げ
られるようになつたのは、道路の除氷塩の使用量
の増加が原因である。米国及びカナダの降雪地帯
における道路塩の使用量は、1950年代の後半にお
いて年間約100万トンであつたものが現在1000万
トンを超えるまでに急激に増加した。 多年に亘り、車体の外側のペイント及び燐酸塩
皮膜内の傷(scratch)か傷自体の幅よりもはる
かに広い範囲にまで腐食劣化を生じる理由が不明
であつた。1968年にザ・ジヤーナル・オブ・ペイ
ント・テクノロジー(The Journal of Paint
Technology)の発表されたR.R.ウイグル
(Wiggle)、A.G.スミス(Smith)及びJ.V.ペトロ
セリ(Petrocelli)による「腐食環境下の鋼にお
けるペイントの付着劣化機構」(Paint Adhesion
Failure Mechanisms on Steel in Corrosive
Environments)と題する古い研究によると、燐
酸塩皮膜のアルカリ溶解がペイント皮膜のアンダ
ーカツトの原因であると説明されている。酸素の
ヒドロキシルイオンへのカソード還元(アルカリ
−ナトリウム水素化物を形成)によつてアルカリ
性の環境が生じる。適当な反応は、ソサイエチ
ー・オブ・オートモーチブ・エンジニヤ−ズ・ト
ランスアクシヨンズ(Society of Automotive
Engineers Transactions)、セクシヨン1、87巻
(1978年)に発表されたV.ホスパダルーク
(Hospadaruk)、J.ハフ(Huff)、R.W.ツリラ
(Zurilla)及びH.T.グリーンウツド
(Greenwood)による「ペイント劣化、鋼表面の
品質及び促進腐食試験」(Paint Failure,Steel
Surface Quality and Accelerated Corrosion
Testing)と題する論文の第1図及び第2図に詳
しく説明されている。 簡単に説明すると、損傷を受けたペイント部分
は、傷の内側のペイントのなくなつた場所で銹び
はじめる。水及び塩化ナトリウムの電解液内にお
けるアノード反応により、基本金属から酸化鉄が
生じる。鉄が溶解して第一鉄イオン(Fe2+)を
形成する際に、同時に電子が生じる。アノード域
に隣接した領域(カソードとなつている)におい
てペイント中を透過する酸素と水とは、そこで反
応してヒドロキシルイオンを生じる。ヒドロキシ
ルイオンが蓄積することにより、PHが12.5又はそ
れ以上にもなる強塩基性の液体が生じる。従来の
燐酸亜鉛は、この塩基度の高い液体中に溶解す
る。従つて、車体におけるペイント皮膜と基体
(薄板鋼)との間で分離が起こる。例えば傷のつ
いた部分に貼りつけたテープを引き剥がすなどし
てペイントを取除いた場合、傷に隣接したペイン
トは除去されるが、下層の鋼の表面は光り輝いて
いるであろう。これは、高PH液が赤銹形成の抑制
剤であるという事実に起因するものである。実際
の使用に当つてはテープなどもちろん使わないの
で、燐酸塩皮膜のアルカリ溶解によつてアーダー
カツトされた場所でペイントが剥がれ落ちること
になる。次にこの鋼表面が裸鋼の銹に共通する同
じ機構によつて銹びはじめる。 防食能力は表面炭素汚染度に依存する 鋼の表面清浄度、特に炭素質沈積物による自動
車鋼板汚染は、腐食に対する感受性において重要
な役割りを演じる。製鋼所でつくられるような、
鋼の表面上に沈積したきわめて薄い炭素層が存在
するだけでも、前記のヒドロキシルイオンへの酸
素のカソード還元を助長する電解質の存在下にお
ける、最善のペイント付着に好適な燐酸塩被覆の
形成は、それによつて著るしい妨害作用を受け
る。これについての理由は、「細孔部分」(露出し
ているスポツト、又は炭素の存在によつて生じた
燐酸亜鉛変換被覆中のきわめて薄い領域のいずれ
か)が、酸化及び還元反応の反応部位として作用
するためである。この機構についての納得できる
実験結果が、ソサイエチー・オブ・オートモチ
ブ・エンジンニヤーズ・トランスアクシヨンズ、
セクシヨン1、87巻(1978年)に発表されたR.
W.ツリラ及びV.ホスパダルークの「燐酸亜鉛被
覆の品質についての定量的試験」(Quantitative
Test for Zinc Phosphate Coating Quality)と
題する論文に記載されている。この研究は、ペイ
ント用下地としての燐酸亜鉛被覆の品質を制御す
るパラメーターについての理解の突破口となつ
た。この論文により、燐酸亜鉛被覆が多孔質であ
ること、及び表面炭素汚染度の高い基体は必ず少
なくとも1.0〜1.5%の多孔度を示すことが確立さ
れた。このような表面炭素汚染現象をなくすよう
に圧延工場の操作を改善することは困難であるた
め、燐酸塩皮膜における有害な多孔性についての
対策を講じなくてはならない。このような燐酸塩
被覆における多孔性は、それが基体の電気化学的
腐食活性を助長するため有害である。つぎに燐酸
塩皮膜は、ペイントの傷の周辺部、すなわち、腐
食が開始された領域の周辺部に存在するアルカリ
(NaOH)による溶解作用を受ける。 腐食感受性を低減する試み 燐酸塩処理した金属の腐食感受性を低減しよう
とする従来技術の主な試みは、(a)燐酸塩被覆の上
に塗布するペイントに抑制剤を導入して腐食から
保護すること、(b)クロム酸のような抑制剤リンス
の利用、(ただし、この方法は腐食感受性の低減
に一部効果を示したにすぎなかつた)、及び(c)使
用中の燐酸塩被覆の隆起を防止するための、いち
だんと緊密な被覆系を包含するものであつた。こ
れらの試みは、燐酸塩皮膜のアルカリ感受性の低
減にさほど有効でなかつた。 本発明の概要 本発明は、腐食性の金属基体上における燐酸塩
変換被覆の耐アルカリ溶解性を高め、それによつ
て腐食感受性を低減させる方法に関する。本方法
では、アルカリ溶解に対する強力な抵抗力を付与
する独特の混合金属相燐酸塩を形成する、きわめ
て臨界的に狭い範囲内の好適な層形成金属カチオ
ンが用いられる。 被覆は、基体と、第1及び第2の二価の層形成
金属カチオンならびに燐酸塩イオンを含む酸性水
溶液との間の化学反応によつて析出される。本方
法は、(a)マグネシウム、ニツケル、コバルトおよ
びマンガンであるように第1の二価金属カチオン
を選び、(b)第二の二価金属を亜鉛として選び、そ
して(c)析出する被覆に含まれる第1の二価金属カ
チオンの量が、全二価金属カチオンの少なくとも
15.0モル%となり、第2の二価金属カチオンの含
有量が少なくとも被覆の25重量%となるように、
化学反応中に存在する第1及び第2の二価金属カ
チオンの量を狭い範囲内に臨界的に制御すること
を特徴とするものである。 第1の二価金属カチオンは、マグネシウム、ニ
ツケル、コバルト、及びマンガンのカチオンから
なる群から選ばれ(カチオンがニツケルのみであ
るのが有利である)、そして溶質中に存在する全
二価カチオンの84〜94モル%となるように制御さ
れる。亜鉛は、好ましくはZn+2として前記溶液
1当り少なくとも0.2gの量〔有利にはZn+2とし
て0.2〜0.6g/、又はZn(H2PO42として0.79〜
2.38g/〕で溶質中に含ませる。第1の二価金
属カチオンがニツケルの場合は、析出する被覆
は、Zn2Ni(PO42・4H2Oを含むものと思われる
連結結節状の混合−金属燐酸塩から実質的に構成
されるが、狭い範囲内においてニツケル量がわず
かながら変動する。1.3g/m2(120mg/ft2)より
も少ない実質的に均一の量で被覆を析出させるの
が有利である。 基体上において燐酸塩被覆の化学反応及び析出
が達成されるに充分な温度及びPHの下で充分な時
間(すなわち、30〜120秒、100〜150〓、PH2.5〜
3.5)、基体を燐酸塩処理溶液にさらすのが好まし
い。その後で、被覆として析出しなかつた過剰の
溶液を被覆ずみの基体から除去する。第1及び第
2金属カチオンのモル比は、5.2:1〜16:1の
範囲内であり、そして第1の金属カチオンは、溶
液1当り少なくとも1.0gの量で該溶液中に含ま
れる。 また本発明の範囲内には、アルカリ洗浄を行つ
た金属製品の表面に燐酸塩被覆形成溶液を塗布
し、該表面上に燐酸塩皮膜を被覆する方法も包含
される。その特徴とするところは、平均塗布量が
1.3g/m2末満(120mg/ft2未満)、すなわち、6.5
〜1.3g/m2(60〜120mg/ft2)であり、少なくと
も15モル%(13.7重量%)のニツケルを含む燐酸
塩皮膜が析出されることである。このような燐酸
塩皮膜は、対象物品との化学反応に有効な酸化剤
含有量及びPHを有し、かつ、(a)金属カチオンの84
〜94モル%のニツケル、及び16〜6モル%の亜鉛
からなる二価の層形成金属カチオンと、(b)前記の
金属カチオンとの間に二水素燐酸塩を形成するの
に少なくとも充分な量の燐酸塩イオンとから本質
的になる溶質含有量を有する酸性のコーテイング
水溶液を用いて得られる。この物品は、鉄、炭素
鋼、低合金鋼、アルミニウム及び亜鉛からなる群
から選ばれた金属からなる。本方法は、0.4mg/
ft2よりも大である全表面炭素含有量を有する金
属製品に用いたときに特に有利である。 燐酸塩処理溶液は、好ましくは10〜40ポイント
の全酸含有量、0.5〜2.0ポイントの遊離酸含有量
及び10〜50の全酸/遊離酸比を有する。本方法が
亜鉛金属製品又は基体に適用される場合には、弗
化物、フルオロ硼酸塩、フルオロ珪酸塩又は他の
錯弗化物からなる群から選ばれた弗化物が溶液中
に含まれるのが望ましい。燐酸塩溶液のPHを2.5
〜3.5に保ち、かつ亜硝酸塩その他の酸化剤を十
分量で含ませるのが望ましい。燐酸塩処理過程に
おける温度は、100〜150〓(38〜65℃)に保たれ
る。金属製品をこのような溶液に30〜120秒間さ
らすのが好ましい。促進剤としての亜硝酸塩の使
用量は0.5〜2.5ポイント又はNaNO2として0.03〜
0.14g/溶液とするのが望ましい。 一連の製品被覆操作を通じ、濃縮された燐酸塩
を用いて燐酸塩処理浴の再生を行うのが有利であ
る。燐酸塩被覆中にはニツケルよりも亜鉛の方が
余計に含まれるため、浴はニツケル分が亜鉛に対
して多くなる。補充溶液又は濃縮液は、約18モル
%のニツケルカチオンと82モル%の亜鉛カチオン
(16.5ニツケル−83.5亜鉛重量%)で本質的に構
成されるように配合されるのが望ましい。 別法として、主要コーテイング溶液中のニツケ
ルの一部を、コバルト、マグネシウム又はマンガ
ンからなる群から選ばれた二価の層形成金属カチ
オンに置換えることができる。 上記方法の実施によつて得られる生成物は燐酸
塩皮膜によつて特徴づけられ、該皮膜の主要構造
は混合金属相燐酸塩で構成され、金属のうちの1
種は亜鉛であり、そして他の一方の金属は、マグ
ネシウム、ニツケル、コバルト又はマンガンであ
る。好ましくは皮膜は、少なくとも15モル%のニ
ツケル含有量を有し、そして混合金属燐酸塩は、
ニツケル/亜鉛燐酸塩である。 図面の概要 第1〜3図は、(1)高ニツケル及び慣用ニツケル
含有量の燐酸亜鉛浴を用いて作つた被覆のアルカ
リ感受性、(2)浴中のニツケルの関数としての被覆
中のニツケル、及び(3)燐酸塩被覆中のニツケルの
関数としての塩水噴霧寿命をそれぞれ示すグラフ
である。 第4図は、1組の組写真(4a〜4h)であ
り、暗灰色のペイントを鋼板に吹付け、それぞれ
に傷をつけた後、塩水噴霧腐食試験にかけた結果
を示すものであるが、元のパネルは異なる表面清
浄度を有し、又ペイントを塗布する前に浴内のニ
ツケル含有量を33〜77モル%の範囲内で変動さ
せ、亜鉛含有量も変えて燐酸塩処理を施しておい
たものである。 第5〜8図は、パネル写真4a,4c,4e及
び9cにそれぞれ対応する被覆の結晶構造の走査
電子顕微鏡写真(倍率1500倍)である。 第9図も1組の組写真(9a〜9h)であり、
暗灰色のペイントを吹付けた鋼板を示す。各パネ
ルは、ニツケル含有量を増分的に変動させた(81
〜85モル%)燐酸塩浴内で燐酸塩処理を行つてか
ら塗装し、そして傷をつけてから塩水噴霧腐食試
験にかけた。 第10〜13図は、パネル写真9g,14a,
14c及び14eに対応する被覆の結晶構造の走
査電子顕微鏡写真(倍率1500倍)である。 第14図は、ニツケル含有量が90.5〜92.3モル
%である燐酸塩処理浴に対応する腐食試験パネル
を示す、第4図及び第9図と同じような組み写真
である。 第15図は、95モル%をこえてニツケルを含む
燐酸塩処理浴中で作られた被覆の走査電子顕微鏡
写真(倍率1500倍)である。 第16図は、塩水噴霧試験をすませた、暗灰色
のペイントを塗つた溶融亜鉛めつき鋼板の組み写
真(第16a〜16d図)である。 第17図は、種々のニツケル含有量の燐酸塩処
理浴を用いて作つた被覆の赤外スペクトルを示す
グラフである。 表は、第4,9及び14図で用いた各パネル
についての説明を表にまとめたものであり、(a)
Ni及びZnの組合せに対する亜鉛及びニツケルの
モル%による量、ニツケル及び亜鉛の組合せに対
する%としてのニツケル又は亜鉛の重量%、1
当りの各溶質成分のgによる重量、及び全浴溶液
に対する各溶質成分の重量%を包含する、用いた
浴の組成;(b)合計Ni及びZnに対するニツケル及
び亜鉛のモル%、合計ニツケル及び亜鉛に対する
ニツケル及び亜鉛の重量%、ならびに被覆中にお
ける主要成分の重量%を包含する被覆の組成を示
す。 表は、表に示したパネルについての被覆の
物理的特性値を示したものである。 【発明の詳細な説明】 金属製の車体及び構造部品に対して酸性化した
燐酸亜鉛を施し、金属表面上に燐酸亜鉛変換被覆
を形成することは、自動車工業において普通実施
されていることである。このことは通常金属車体
及び部品に吹付け又は浸漬塗装を行つて実施され
る。燐酸塩被覆は、その上に塗布されるペイント
系の付着力を高める働きをなし、それによつて腐
食に対する抵抗力が改善される。本発明が耐アル
カリ溶解性を劇的に高めることは、促進塩水噴霧
腐食試験を施した際のコーテイング系の寿命が飛
躍的に延びることによつて実証される。 腐食反応 水性電解質中における腐食は、酸化及び還元反
応を包含する電気化学的プロセスである。酸化反
応は鋼又は他の金属基体のアノード溶解であつ
て、イオンが金属を去つて腐食生成物を形成す
る。酸化反応によつて金属内に残された過剰の電
子は、カソード還元反応で消費される。主なカソ
ード反応は、溶解酸素を還元して水酸基イオンを
形成することである。若干の場合に起こりうる他
のカソード反応は、水素イオンによる還元であ
る。二つの還元反応により、カソード部位におけ
る電解質PHの上昇が生じる。 アノード反応及びカソード反応は、本質的に同
じ原子部位において起こりうる。しかしながら、
酸素又は電解質の微分濃度勾配が確立されれば、
反応部位は遠く隔てられるようになる。アノード
部位において一定量の銹が形成された後、酸素の
カソード還元の大部分は、銹沈積部又は傷の周
辺、すなわち、燐酸亜鉛被覆/鋼の境界面で起こ
るようになる。鉄のアノード酸化は、銹で覆われ
た領域に限定される。銹スケールを通過する酸素
の移動が制限されること、及び隣接する銹びてい
ない鋼の表面が大気中の酸素に比較的容易に接近
しうることに起因し、微分酸素濃度電池が確立さ
れる。微分酸素濃度電池による重要な結果は、燐
酸塩/鋼の境界面にきわめてアルカリ性の電解液
が生じることである。電解液のPHは、塩化ナトリ
ウム環境下で12をこえるほど高くなり、このよう
な条件はプライマー塗料のアンダーカツトを起こ
しやすい。水酸化アルカリナトリウムによるアン
ダーカツトは、若干の燐酸亜鉛被覆の溶解が主な
原因である(程度はさほどでないが、若干のプラ
イマー樹脂中に存在する反応性エステル基のけん
化反応も原因となる)。 アンダーカツトされたペイントが破壊される
と、電解液のPHは、もつと中性の値に下がり、そ
して新たに露出した金属の腐食が始まる。従つ
て、カソード的に誘引されるペイントの付着力劣
化が、金属の無制限腐食への重要な先駆条件とな
る。腐食性環境下におけるプライマー塗料のアン
ダーカツトの程度は、ペイント塗膜における不完
全性(例えば傷)、使用されるプライマー及び抑
制剤の化学的性質、被覆を行う前の基体の表面に
存在する汚染物の量、及び腐食の横方向の拡がり
に対する防壁としての燐酸塩被覆の有効度によつ
てきまる。 本発明は、最初の三つの要素に関係なく、燐酸
塩被覆の有効度をかなり高めることに成功した。 表面炭素 前記の三つの要素のうち、表面汚染は燐酸塩被
覆の確実な改良を得る上において、最も重大な障
害であつたので、これについて説明しておかなく
てはならない。被覆を施すべき鋼又は他の金属基
体上の炭素質残渣は、ペイント及び燐酸塩被覆に
よる腐食保護に有害な影響を与える。表面炭素汚
染度と塩水噴霧性能との間に相関関係のあること
が、従来技術によつて今や確立されている。炭素
汚染は、それ自体により、初期のペイント付着力
の劣化及び〓後の腐食の問題を起こしうる。炭素
質の沈積物は、燐酸塩化反応及び〓後の燐酸塩結
晶の析出を妨げるので、燐酸塩被覆の見掛けの多
孔度(apparent porosity)が高くなる。多孔度
が大きくなることにより、電気化学的に活性な細
孔の部位における酸素のカソード還元によつてヒ
ドロキシルイオンの発生率が高められる。わずか
数%ポイントの見掛けの多孔度の水準であつて
も、燐酸塩被覆の有効性が劇的に低下する。従来
の燐酸塩系を用いた場合には、プライマーのカソ
ード性アンダーカツトを防止するには、表面炭素
汚染度が低い時に見られる約0.5%又はそれ以下
の多孔度水準でなくてはならない。必要なこと
は、炭素汚染度に関係なく、燐酸塩被覆がアルカ
リ性のアンダーカツトに対して比較的非感受性で
あることである。それが本発明の目的である。 本発明の基盤をなす研究は、Ni及びZn含有量
に対して少なくとも15モル%のニツケルと、燐酸
塩皮膜又は被覆に対して少なくとも25重量%の亜
鉛の閾水準とを含む燐酸亜鉛被覆がアルカリ溶解
についての有意な改良をもたらしうることを示し
ている。 好ましい方法 アリカリ洗浄を行つた金属製品又は基体の表面
に燐酸塩皮膜を析出させるには、この種の皮膜の
化学反応及び析出を達成するのに充分な温度及び
PHの下において充分な時間、酸性の燐酸塩水溶液
に前記の製品又は基体をさらすことによつてこれ
を行う。この溶液は、第1及び第2の層形成用の
二価の金属カチオンと燐酸塩イオンとを含み、第
1の二価の金属カチオンは、ニツケル、コバル
ト、マグネシウム及びマンガン(これらはすべ
て、亜鉛の水酸化物よりもアルカリ溶液に対する
溶解度が低い水酸化物を有する)からなる群から
選ばれ、一方第2の二価の金属カチオンは亜鉛で
ある。生成皮膜内における第1の二価金属カチオ
ン含有量が全カチオンの少なくとも15モル%とな
るように、第1及び第2の二価金属カチオンの量
を調節する。 従来技術、特にリースの特許は、本明細書に開
示されるような、最低の亜鉛閾を含み、きわめて
狭い範囲内のニツケル濃度を有する燐酸塩処理浴
の使用によつてペイント系に付与される腐食保護
におけるクアンタムジヤンプに気づかなかつたこ
とが明らかである。このことは、ペイント系によ
つて示される耐食性についての欠陥が燐酸塩被覆
の欠点に起因することについて言及しないこと
(第1欄65〜72行参照)及び該発明の目的として
耐食性の改善について特に触れていないこと(第
2欄28〜30行参照)から自明である。リースは四
つの実施例を開示し、その第1例においては
「100%ニツケル」浴を用い、残りの3例において
は、それぞれ68.1、68.1及び68.9モル%(65.8、
65.7及び66.6重量%)のニツケル浴を用いてい
る。リースが付着性を考えて上限値及び下限値を
確立するためにこれらの例を示したこと、及び腐
食系におけるペイント下地として用いた場合、も
つて厳密に制限された範囲内における燐酸ニツケ
ル被覆の特異な特徴を認識していなかつたことは
明白である。リースの開示事項は例1、第5欄50
〜54行に明示されており、その中で燐酸ニツケル
被覆は、「…〓後に施されるラツカー及び合成樹
脂層に対する付着ベースとしてきわめて好適であ
る」と記されている。明らかに、金属基体に対す
る燐酸塩の付着について強調している。例2に関
し、リースは、「腐食試験においては、凝縮湿気
試験及び塩水噴霧試験で示される通り、これらは
公知の燐酸亜鉛層よりも大部分がすぐれている
か、又は少なくとも同等であつた」と述べてい
る。後から立証する通り、ニツケル含有量が二価
の層形成カチオンの58〜83及び95〜100モル%の
場合、塩水噴霧耐食性は実質的に改良されないの
である。従つてリースの論説は善意に解釈しても
根拠のないものであるし、技術的データに基づい
たものではない。 ここに開示される方法は、さらに好ましくは、
塗装後における塩水噴霧耐食性が少なくとも2倍
に強化された、全塗膜の少なくとも6重量%のニ
ツケルを含み、平均塗布量が1.3g/m2(120mg/
ft2)未満の燐酸塩皮膜の析出によつて特徴づけ
られる。この燐酸塩皮膜は、物品又は基体と化学
的に反応するのに有効な酸化剤及び溶液PHを有す
る酸性のコーテイング水溶液を用いて得られる。
溶液に含まれる溶質は、(a)全金属カチオンに対し
て84〜94モル%のニツケルと、Zn+2として該溶
液1に対し0.2〜0.6gの量の亜鉛とで構成され
る二価の層形成金属カチオン、及び(b)該金属カチ
オンとの間で二水素燐酸塩を形成するのに充分な
量の燐酸塩イオンから本質的になるのが望まし
い。別法としてニツケル含有量の一部をコバル
ト、マグネシウム及びマンガンからなる群から選
ばれた二価の層形成金属カチオンで代用すること
もできる。 さらに詳しくいうと、2〜10ポイントの濃度を
有し、100〜140〓の温度に保たれたアルカリ性の
クリーナーを用いて金属製品を洗浄する。該物品
をアルカリ性クリーナーで約30ないし120秒間処
理した後、100〜140〓の温度で30〜120秒間水洗
する。次に前記に規定したように調節した組成を
有し、約100〜140〓の温度に保たれた燐酸塩処理
浴溶液をアルカリ洗浄した金属基体に吹付ける
か、又は該基体を該溶液中に浸漬する。溶液の全
酸含有量は10〜40ポイントであり、遊離酸含有量
は0.5〜2.0ポイントであり、そして全酸/遊離酸
の比は10〜50である。浴のPHを2.5〜3.5に調節
し、浴中に亜硝酸塩を好ましくは0.5〜2.5ポイン
トの量で存在させる。燐酸塩処理浴にさらすこと
は約30〜120秒に保つて、塗布量が1.3g/m2(120
mg/ft2)未満になるように調節する。このよう
にして燐酸塩処理液にさらした後、周囲温度ない
し100〓で30〜120秒行う水洗い、周囲温度ないし
120〓で30〜60秒間行う、クロム酸塩又は他の溶
解腐食抑制剤を含む抑制剤洗浄、及び周囲温度で
15〜30秒間の脱イオン水洗いで構成される連続洗
浄処理により、物品又は基体から過剰の溶液を除
去する。 燐酸塩処理溶液 燐酸塩処理溶液は、溶液中の組合せ金属カチオ
ンに対して少なくとも84モル%(82.5重量%)を
構成するニツケルカチオン(又は、亜鉛の水酸化
物よりもアルカリ性溶液に対する溶解度が低い水
酸化物をを有するマグネシウム、コバルト又はマ
ンガンからなる当量の金属カチオン)を含まなく
てはならない。しかしながら、燐酸塩処理溶液中
の亜鉛カチオンが、少なくともZn+2として0.2g/
、又はZn(H2PO42として0.79g/含まれてい
ることが重要である。Ni/Znのモル比は、5.2:
1ないし16:1の範囲内である。従つて、例えば
もし、亜鉛がニツケル/亜鉛カチオン含有量の16
モル%であれば、溶液中にZn+2として少なくと
も0.2g/〔好ましくは0.2〜0.6g/、又はZn
(H2PO42として0.79〜2.38g/〕含まれていな
くてはならない。従つて、ニツケル含有量は浴溶
液1につき少なくとも1.0g(ニツケル/亜塩合
計の84モル%)でなくてはならない。最低の亜鉛
含有量と高い第1の二価金属カチオン含有量との
間のこの相互関係は、Zn2M(PO42・4H2O(式
中、Mはマグネシウム、ニツケル、コバルト又は
マンガンであつて、その水酸化物が亜鉛の水酸化
物よりもアルカリ溶液に溶けにくいものを表わ
す)の形態の燐酸塩構造の形成に起因するものと
考察される、本発明の現象をもたらすための必須
条件である。このような混合金属燐酸塩は、高含
有量のマグネシウム、ニツケル、コバルト又はマ
ンガン、好ましくはニツケルを含み、それによ
り、かなりの表面炭素汚染度にも拘らず、有意に
改良された腐食性能をもたらす。第17図に示す
とおり、84モル%よりも低いニツケルを含む浴か
ら作られた被覆と、高ニツケル浴で形成された燐
酸塩被覆とは構造が異なることが赤外スペクトル
によつて実証された。さらに走査電子顕微鏡写真
によると、ニツケル含有量が84モル%をこえる浴
から作られた燐酸塩は、形態学的に急激な変化を
示している。 燐酸塩溶液のニツケル含有量が94モル%をこえ
た場合には、このような燐酸塩溶液から作られた
被覆は、きわめて薄く、かつ、不均一となり(第
15図参照)、そして改良された腐食性能の利点
もそれにつれて低下する。94モル%をこえると、
浴中に所望のNi/Zn比を得ることがきわめて困
難となる。燐酸塩溶液中のニツケル含有量が84モ
ル%よりも低い場合には、塩水噴霧耐食性を劇的
に高めるのに必要な量の好ましい混合相結節状燐
酸塩構造を燐酸塩被覆が生成し得なくなる。それ
らの被覆は所望の耐アルカリ性を有していない。
亜鉛濃度がZn+2として0.2g/未満の場合には、
酸化鉄及び燐酸鉄の形成率が高まる。 初期燐酸塩溶液は、好ましくは酸化物又は炭酸
塩及び濃厚燐酸からニツケル及び亜鉛燐酸塩溶液
濃縮物を作り上げることによつて好都合に製造さ
れる。これらの別々の溶液の各々に含まれる金属
イオンの濃度は、約120〜140g/である。これ
らの金属燐酸塩濃縮原液を用いて新鮮な燐酸塩浴
を作り上げるには、これらの各原液の適量と水と
を用いて前記の所望の浴濃度となす。 燐酸塩皮膜の析出に際し、ニツケルよりも亜鉛
の方が多量に析出するため、燐酸塩処理を行つて
いる間に浴はニツケルで富化される。補充液とし
て配合された別の濃縮原液を作つておくのが好ま
しく、この補充濃縮液は、溶解ニツケル及び亜鉛
カチオンに対して18モル%のニツケルと82モル%
の亜鉛を含むものであつてよい。 基体 基体は、鉄、炭素鋼、低合金鋼、アルミニウム
及び亜鉛からなる群から選ばれるのが望ましい。
基体が亜鉛であるか、又はアルミニウムである場
合には、0.1〜1.0g/の弗化ナトリウムをさら
に燐酸塩溶液に加え、燐酸亜鉛皮膜の形成を促進
する。 被覆生成物 得られた被覆生成物は、きわめて良好な耐アル
カリ溶解性(PH12.5のNaOH溶液にさらした、従
来技術及び本発明の数枚の試験パネルを比較した
第1図を参照されたい)及び基体に対するすぐれ
た化学的結合によつて特徴づけられる。亜鉛/ニ
ツケル燐酸塩変換被覆は、基体との間の化学反応
の結果である。本発明の被覆の構造は、結節の形
態を有する(第10〜13図を参照されたい)。
本発明の生成物は、被覆中のニツケル含有量が15
モル%(重量では約13.7%)を超えたときに突然
起こる現象であるが、500試験時間後においても
ペイントのアンダーカツトが殆どないか、又は皆
無である、有意に改良された塩水噴霧性能によつ
て特に特徴づけられる(第3図を参照されたい)。
被覆中のニツケルの量を13.7重量%又はそれ以上
に調節することは、浴に含まれるニツケルの量を
浴内のNi/Znの84モル%(82.8重量%)を超え
るように調節すれば簡単にできる(第2図を参照
されたい)。本被覆は、たとい表面炭素汚染度が
高くても腐食抵抗性が高い。 例 薄板金属を4×12″の寸法のパネルに切断し、
例1〜13用の一連の試験パネルを製造した。これ
らの試験パネルを既知の化学成分を有する燐酸塩
処理溶液(表参照)にさらし、洗つてから乾燥
した。選ばれたパネルの一部を用いて燐酸塩被覆
の被覆重量、組成、形態及び構造を測定した。こ
れらのパネルの残りの部分に暗灰色の下塗りペイ
ント(エポキシエステル−メラミン樹脂プライマ
ー)を塗布した。これらの試料の焼付けを行つた
後、「X」の形の傷をつけて金属を露出させ、次
いで促進塩水噴霧試験にかけ、その後でペイント
のアンダーカツトの程度を観察及び(又は)測定
した。塩水噴霧試験には、ASTM B117標準試
験法に従い、35℃に保たれたチヤンバー内におい
て、5%の塩化ナトリウム溶液のミストに対して
パネルをさらすことが本質的に包含される。 例 1 下記の組成: 2.22g/ Z(H2PO42 1.08g/ Ni(H2PO42 5.85g/ H3PO4 0.13g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用の溶液を製造した。 配合した時点におけるこの浴の全酸濃度は11.3
ポイントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸
性度を調節して遊離酸濃度を0.8ポイントとし、
全酸対遊離酸比が14となるようにした。この組成
を有する浴においては、溶解ニツケルが溶解した
二価カチオンの33.3モル%を占め、吹付けによる
燐酸塩処理系において商用的に現在用いられてい
る組成を代表するものである。 上記の燐酸塩処理組成物で燐酸処理を行うため
の2種のタイプの鋼製パネルを選んだ。Q鋼とし
て表示する第1のタイプは、表面炭素汚染度がき
わめて低く、典型的には1mg/m2(0.093mg/ft2
よりも該汚染度が低い市販の鋼製試験パネルであ
つた。パネルの第2のタイプは、商用的な自動車
車体用の薄板から切取つたものを用い、これを
F4として同定した。この鋼板は、表面炭素値が
1.8〜6.2mg/m2(0.17〜0.58mg/ft2)であり、従
来の燐酸亜鉛の上にプライマーを吹付けたものは
塩水噴霧試験でたちまち劣化することが公知のも
のであつた。Q鋼及びF4鋼のパネルに対し、4.7
ポイントの強さ及び60℃(140〓)の温度を有す
る慣用のアルカリ性クリーナーで2分間の吹付け
洗浄を行い、60℃の水道水で30秒間スプレーリン
スを行い、そして60℃に加熱した上記の燐酸塩浴
による2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。20℃
(68〓)の脱イオン水を用いて1分間パネルのス
プレーリンスを行つてから82℃(180〓)のオー
ブン中で5分間乾燥した。これらの燐酸塩処理を
行つたパネルには、いずれも抑制剤リンスによる
ポスト処理を施さなかつた。 この方法で燐酸塩被覆を施された鋼製パネル
は、均一であつて灰色の外観を有し、そして塗布
量は1.62g/m2(150mg/ft2)であつた。化学分析
を行つたところ、Q鋼もF4鋼も共に、燐酸塩被
覆のニツケル含有量が被覆中のニツケル及び亜鉛
含有量の合計に対して3.2重量%であることが認
められた。これは3.5モル%のNiに等しい。Q鋼
上の燐酸塩被覆の1500倍の走査電子顕微鏡写真が
第5図に示されている。この組織は、吹付け塗布
による商用燐酸亜鉛被覆の形態を代表するもので
ある。 燐酸塩被覆を施したQ鋼及びF4鋼に対し、エ
ポキシエステルーメラミン樹脂を基剤としたプラ
イマーを吹付け塗装した。焼付けがすんだ後の塗
料の厚さは約23μmであつた。塗装及びけがき線
を施したパネルについての塩水噴霧試験を
ASTM B117規格に従つて実施した。これらの
試験に用いたエポキシエステル−メラミン樹脂を
基剤とするプライマーについての規格として、パ
ネルの全面にテープ剥離を施して測定したときに
けがき線(scribe 1ine)から3mm離れた塗料の
アンダーカツトが生じれば、それは失格であると
規定する。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験は480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第4a図参照)。これに
対し、試験パネルF4は、96時間の塩水噴霧試験
がすまないうちに失格となつた(第4b図参照)。 例 2 下記の組成: 4.44g/ Zn(H2PO42 5.94g/ Ni(H2PO42 3.36g/ H3PO4 0.12g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用の溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は14.7ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸濃度が0.9となるようにし、全
酸対遊離酸比を16にした。この組成の浴において
は、溶解ニツケルが溶解二価カチオンの57.9モル
%を占めている。 例1に記載した2種類の鋼製パネルQ及びF4
に対し、例1に記載のごとくスプレー洗浄及びス
プレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に
加熱した上記の燐酸塩浴を用い、それらのパネル
に吹付け燐酸塩処理を施した。次いで20℃の脱イ
オン水でパネルをスプレーリンスしてから82℃の
オーブン中で5分間乾燥した。例1におけるごと
く、抑制剤リンスによるポスト処理を施したパネ
ルは1枚もなかつた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で灰色の外観を有し、塗布量は1.71g/m2
(159mg/ft2)であつた。化学分析を行い、Q鋼
及びF4鋼共、燐酸塩被覆中のニツケル含有量が
被覆のニツケル及び亜鉛合計含有量の5.6重量%
に等しいことを知つた。これは6.2モル%のNiに
等しい。1500倍で撮影したこの被覆の走査電子顕
微鏡写真を第6図に示す。この組織は、依然とし
て吹付け塗布による商用の燐酸亜鉛被覆の形態と
同様である。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステル−メラミン樹脂を基剤とす
るプライマーの吹付け塗装を行つた。例1におけ
るごとく、焼付け後の塗料皮膜の厚さは23μmで
あつた。例1に記載したと全く同じように塩水噴
霧試験を再び実施し、けがき線から3mmの塗料に
アンダーカツトがあれば、それは失格であると見
なした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第4c図参照)。これに
対し、試験パネルF4の方は、96時間の塩水噴霧
試験が了わる前に失格した(第4d図参照)。 例 3 下記の組成: 3.33g/ Zn(H2PO42 6.80g/ Ni(H2PO42 2.71g/ H3PO4 0.11g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点において、この浴は14.1ポイントの全
酸濃度を有していた。次にNaOHを加えて浴の
酸性度を調節し、遊離酸濃度を0.9ポイントとし、
従つて全酸対遊離酸の比を16にした。この組成の
浴においては、溶解ニツケルが溶解二価金属カチ
オンの67.7モル%を占める。 例1に記載した2種類の鋼製パネルQ及びF4
に対し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄及び
スプレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃
に加熱した上記の燐酸塩処理浴を用い、これらの
パネルの吹付燐酸塩処理を行つた。次いで20℃の
脱イオン水でパネルを洗つてから82℃のオーブン
中で5分間乾燥した。例1の場合と同様に、燐酸
塩処理したパネルのうち、抑制剤リンスによるポ
スト処理を施されたものは1枚もなかつた。 この方法によつて燐酸塩被覆を施された鋼製パ
ネルは均一で灰色の外観を有し、塗布量は
1.38g/m2(125mg/ft2)であつた。化学分析を行
つたところ、Q鋼及びF4鋼とも、燐酸塩被覆の
ニツケル含有量は、被覆に含まれるニツケル及び
亜鉛の合計量の7.3重量%に等しかつた。これは
8.1モル%Niに等しい。1500倍で撮影したこの燐
酸塩被覆の走査電子顕微鏡写真を第7図に示す。
やはりこの組織も、依然として吹付け塗布された
商用の燐酸亜鉛被覆と同様である。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステル−メラミン樹脂を基剤とす
るプライマーの吹付け塗装を行つた。例1と同じ
く、焼付け後の塗料の皮膜の厚さは約23μmであ
つた。再び例1に詳述したと全く同じように塩水
噴霧試験を実施し、この場合にもけがき線から3
mmにおける塗料のアンダーカツトがあれば、それ
を失格とみなした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第4e図参照)。これに
対し、試験パネルF4は、72時間の塩水噴霧試験
終了前に失格した(第4f図参照)。 例 4 下記の組成: 3.01g/ Zn(H2PO42 10.07g/ Ni(H2PO42 0.89g/ H3PO4 0.14g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は14.2ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度が0.9ポイント、従つて
全酸対遊離酸比を16にした。この組成の浴におい
ては、溶解ニツケルが溶解二価カチオンの77.4モ
ル%を占める。 例1に記載した2種類の鋼製パネルQ及びF4
に対し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄及び
スプレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃
に加熱した上記の燐酸塩処理浴を用い、これらの
パネルに吹付け燐酸塩処理を2分間行つた。次い
で20℃の脱イオン水でパネルをスプレーリンスし
てから82℃のオーブン中で5分間乾燥した。例1
の場合と同様に、燐酸塩処理したパネルに対する
抑制剤によるポスト処理行わなかつた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で灰色の外観及び1.14g/m2(106mg/ft2)の
塗布量を有していた。化学分析により、Q鋼及び
F4鋼とも、燐酸塩、被覆のニツケル含有量が被
覆のニツケル及び亜鉛の合計含有量の11.0重量%
に等しいことを知つた。これは12.1モル%Niに相
当する。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂基剤のプラ
イマーを吹付け塗装した。例1と同様に、焼付け
後の塗膜の厚さは約23μmであつた。例1におけ
ると全く同じように塩水噴霧試験を行い、けがき
線から3mmの塗料のアンダーカツトをやはり失格
と見なした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第4g図参照)。これに
対し、試験パネルF4の方は、塩水噴霧試験72時
間以内に失格となつた(第4h図参照)。 例 5 下記の組成: 2.14g/ Zn(H2PO42 9.21g/ Ni(H2PO42 1.42g/ H3PO4 0.11g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は14.2ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.8ポイント、従つて
全酸対遊離酸比を18とした。この組成の浴中、溶
解ニツケルは溶解二価金属カチオンの81.5モル%
を占める。 例1に記載の2種類の鋼製パネルQ及びF4に
対し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄を行つ
た。リンス工程の後、60℃に加熱した上記の燐酸
塩浴を用い、これらのパネルに対して2分間の吹
付け燐酸塩処理を施した。次に20℃の脱イオンで
パネルをスプレーリンスしてから82℃のオーブン
内で5分間乾燥した。例1の場合と同様に、燐酸
塩処理したパネルに対しての抑制剤リンスによる
ポスト処理を行わなかつた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で灰色の外観及び1.17g/m2(109mg/ft2)の
塗布量を有していた。化学分析により、Q鋼及び
F4鋼とも、燐酸塩被覆のニツケル含有量が被覆
のニツケル及び亜鉛の合計含有量の11.8重量%に
等しいことを知つた。これは13.0モル%Niに相当
する。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂を基剤とす
るプライマーを吹付け塗装した。例1の場合と同
じく、焼付け後の塗料の厚さは約23μmであつた。
例1に記載したと全く同じように塩水噴霧試験を
再び行い、けがき線から3mmの塗料のアンダーカ
ツトをやはり失格とみなした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第9a図参照)。これに
対し、試験パネルF4は塩水噴霧試験120時間以内
に失格となつた。(第9b図参照)。 例 6 下記の組成: 2.06g/ Zn(H2PO42 9.56g/ Ni(H2PO42 1.18g/ H3PO4 0.12g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点において、この浴は14.3ポイントの全
酸濃度を有していた。次にNaOHを加えて浴の
酸性度を調節し、遊離酸の濃度を0.7ポイント、
従つて全酸対遊離酸比を20とした。この組成の浴
中、溶解ニツケルが溶解二価カチオンの82.6モル
%を占める。 例1に記載した2種類の鋼製パネルQ及びF4
に対し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄及び
スプレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃
に加熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネ
ルに対して2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。
次に20℃の脱イオン水でパネルをスプレーリンス
してから82℃のオーブン中で5分間乾燥した。例
1のおけると同様に、燐酸塩処理を施したパネル
に対する抑制剤リンスによるポスト処理を行わな
かつた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で灰色の外観及び1.09g/m2(101mg/ft2)の
塗布量を有していた。Q鋼及びF4鋼とも、燐酸
塩被覆のニツケル含有量が被覆のニツケル及び亜
鉛の合計含有量の12.3重量%に等しいことを化学
分析によつて知つた。これは13.6モル%Niに相当
する。1500倍で撮影した燐酸塩被覆の走査顕微鏡
写真を第8図に示す。この形態は、結晶構造の大
きさがさらに微細であることを除き、商用の燐酸
亜鉛のそれと同様である。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂基剤のプラ
イマーを吹付け塗装した。例1の場合と同じく、
焼付け後の塗膜の厚さは約23μmであつた。再び
例1におけると全く同様に塩水噴霧試験を行い、
けがき線から3mmの塗料のアンダーカツトをやは
り失格と見なした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第9c図参照)。これに
対し、試験パネルF4は塩水噴霧試験144時間以内
に失格となつた。(第9d図参照)。 例 7 下記の組成: 2.18g/ Zn(H2PO42 10.07g/ Ni(H2PO42 2.08g/ H3PO4 0.12g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は15.6ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸濃度を0.6ポイント、従つて全
酸対遊離酸比を26とした。この組成の浴中、溶解
ニツケルが溶解二価カチオンの82.6モル%を占め
る。 例1に記載の2種類の鋼製パネルQ及びF4に
対し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄及びス
プレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に
加熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネル
に対して2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。次
に20℃の脱イオン水でパネルをスプレーリンスし
てから82℃のオーブン内で5分間乾燥した。例1
の場合と同様に、燐酸塩処理を施したパネルに対
する抑制剤リンスによるポスト処理を行わなかつ
た。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で灰色の外観及び1.45g/m2(135mg/ft2)の
塗布量を有していた。Q鋼及びF4鋼とも、燐酸
塩被覆のニツケル含有量が、被覆のニツケル及び
亜鉛合計含有量の13.1重量%に等しいことが化学
分析によつて判つた。これは14.4モル%Niに相当
する。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂を基剤とす
るプライマーを吹付け塗装した。例1の場合と同
じく、焼付け後の塗膜の厚さは約23μmであつた。
再び例1に詳記したと全く同じように塩水噴霧試
験を行い、けがき線から3mmの塗料のアンダーカ
ツトをやはり失格とみなした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第9e図参照)。これに
対し、試験パネルF4は塩水噴霧試験456時間以内
に失格となつた。(第9f図参照)。 例6に比較して例7において認められた塩水噴
霧性能の改善は、燐酸塩被覆中のニツケル含有量
が重要であることを示すものである。例6及び7
の浴中のニツケル含有量が共に82.6モル%である
ことに注目されたい。しかし、例6に較べて例7
の全酸対遊離酸比が高いことにより、燐酸塩被覆
中のニツケル含有量が高くなり、それが耐食性能
の改善につながつたのである。 例 8 下記の組成: 1.63g/ Zn(H2PO42 9.00g/ Ni(H2PO42 2.95g/ H3PO4 0.13g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は14.1ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.8ポイント、従つて
全酸対遊離酸比を18にした。この組成を有する浴
中、溶解ニツケルは溶解二価カチオンの85.0モル
%を占める。 例1に記載の2種の鋼製パネルQ及びF4に対
し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄及びスプ
レーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に加
熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネルに
対して2分間の吹付け燐酸塩処理を行つた。次に
20℃の脱イオン水を用いてパネルをスプレーリン
スしてから82℃のオーブン中で5分間乾燥した。
例1の場合と同様に、燐酸塩処理したパネルに対
する抑制剤リンスによるポスト処理を行わなかつ
た。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で帯青灰色の外観及び0.90g/m2(84mg/ft2
の塗布量を有していた。Q鋼及びF4鋼とも、燐
酸塩被覆のニツケル含有量が被覆のニツケル及び
亜鉛の合計含有量の14.6重量%に等しいことを化
学分析で知つた。これは16.0モル%Niに相当す
る。1500倍で撮影したこの被覆の走査電子顕微鏡
写真を第10図に示す。この写真は、今までに記
載の例で示したものに較べて形態に急激な変化を
示しており、組織全般に亘つて変化したことが明
らかである。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂基剤のプラ
イマーを吹付け塗装した。例1の場合と同じく、
焼付け後の塗膜の厚さは約23μmであつた。再び
例1に詳記したと全く同じように塩水噴霧試験を
行い、けがき線から3mmの塗料のアンダーカツト
をやはり失格とみなした。 試験パネルQに対する塩水噴霧試験を480時間
後に中止したが、けがき線からのアンダーカツト
は本質的に零であつた(第9g図参照)。試験パ
ネルF4に対する塩水噴霧試験も480時間後に中止
したが、けがき線からのアンダーカツトは本質的
に零であつた(第9h図参照)。 例 9 下記の組成: 1.07g/ Zn(H2PO42 9.90g/ Ni(H2PO42 0.96g/ H3PO4 0.12g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は13.5ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.9ポイントに、従つ
て全酸対遊離酸比を15にした。この組成を有する
浴中、溶解ニツケルは溶解二価カチオンの90.5モ
ル%を占める。 例1に記載の2種類の鋼製パネルQ及びF4に
対し、例1に詳記のごとくスプレー洗浄及びスプ
レーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に加
熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネルに
対して2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。次に
20℃の脱イオン水でパネルをスプレーリンスして
から82℃のオーブン中で5分間乾燥した。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で帯青灰色の外観及び0.86g/m2(80mg/ft2
の塗布量を有していた。Q鋼及びF4鋼とも、燐
酸塩被覆のニツケル含有量が被覆のニツケル及び
亜鉛合計含有量の15.5重量%に等しいことが化学
分析で判つた。これは17.0モル%Niに相当する。
1500倍で撮影したこの被覆の走査電子顕微鏡写真
を第11図に示す。この組織は、第10図に示し
た形態の急激変化を確証するものであり、組織全
般に亘る変化を示唆するものである。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂基剤プライ
マーを吹付け塗装した。例1の場合と同じく、焼
付け後の塗膜の厚さは約23μmであつた。再び例
1に詳記したと全く同じように塩水噴霧試験を行
い、けがき線から3mmの塗料のアンダーカツトを
やはり失格とみなした。 前述の例9と同様に、両試験パネル(Q及び
F4)に対する塩水噴霧試験を480時間後に中止し
たが、けがき線からのアンダーカツトは本質的に
零であつた(第14a及び14b図参照)。 例 10 下記の組成: 1.71g/ Zn(H2PO42 17.69g/ Ni(H2PO42 2.75g/ H3PO4 0.11g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は24.0ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.8ポイントに、従つ
て全酸対遊離酸比を30にした。この組成を有する
浴中、溶解ニツケルは溶解二価カチオンの91.4モ
ル%を占める。 例1に記載した2種類の鋼製パネルQ及びF4
に対し、例1に詳記のごとくスプレー洗浄及びス
プレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に
加熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネル
に2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。次に20℃
の脱イオン水でパネルをスプレーリンスしてから
82℃のオーブン中で5分間乾燥した。例1におけ
るごとく、燐酸塩処理したパネルに対する抑制剤
リンスによるポスト処理を行わなかつた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で帯青灰色の外観及び0.62g/m2(58mg/ft2
の塗布量を有していた。Q鋼及びF4鋼とも、燐
酸塩被覆のニツケル含有量が被覆のニツケル及び
亜鉛合計含有量の21.0重量%に等しいことが化学
分析によつて知つた。これは22.8モル%Niに相当
する。1500倍で撮影したこの被覆の走査電子顕微
鏡写真を第12図に示す。この組織は第10図及
び第11図に示したものと同様である。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂基剤プライ
マーを吹付け塗装した。例1の場合と同じく、焼
付け後の塗膜の厚さは約23μmであつた。再び例
1に詳記したと全く同じように塩水噴霧試験を行
い、けがき線から3mmの塗料のアンダーカツトを
やはり失格とみなした。 例8及び9におけると同様に、両試験パネル
(Q及びF4)に対する塩水噴霧試験を480時間後
に中止したが、けがき線からのアンダーカツトは
本質的に零であつた。(第14c図及び第14d
図参照)。 例 11 下記の組成: 1.55g/ Zn(H2PO42 18.04g/ Ni(H2PO42 2.89g/ H3PO4 0.12g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は24.4ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.5ポイントに、従つ
て全酸対遊離酸比を49にした。この組成を有する
浴中、溶解ニツケルは溶解二価カチオンの92.3モ
ル%を占める。 例1に記載の2種類の鋼製パネルQ及びF4に
対し、例1に詳記したごとくスプレー洗浄及びス
プレーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に
加熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネル
に対して2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。次
に20℃の脱イオン水でパネルをスプレーリンスし
てから82℃のオーブン中で5分間乾燥した。例1
におけると同じく、燐酸塩処理を施したパネルに
対する抑制剤リンスによるポスト処理を行わなか
つた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で帯青灰色の外観及び0.52g/m2(48mg/ft2
の塗布量を有していた。Q鋼及びF4鋼とも、燐
酸塩被覆のニツケル含有量は、被覆のニツケル及
び亜鉛合計含有量の24.8重量%に等しいことを化
学分析によつて知つた。これは26.9モル%Niに相
当する。1500倍で撮影したこの被覆の走査電子顕
微鏡写真を第13図に示す。この組織は第10,
11及び12図に示す組織と同様である。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4に対
し、エポキシエステルーメラミン樹脂基剤プライ
マーを吹付け塗装した。例1の場合と同じく、焼
付け後の塗膜の厚さは約23μmであつた。再び例
1に詳記したごとく塩水噴霧試験を行い、けがき
線から3mmの塗料のアンダーカツトをやはり失格
とみなすことにした。 例8、9及び10におけるごとく、両試験パネル
(Q及びF4)に対する塩水噴霧試験を480時間後
に中止したが、けがき線からのアンダーカツトは
本質的に零であつた。(第14e図及び第14f
図参照)。 例 12 下記の組成: 0.63g/ Zn(H2PO42 12.22g/ Ni(H2PO42 1.10g/ H3PO4 0.11g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は14.8ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.8ポイントに、従つ
て全酸対遊離酸比を18にした。この組成を有する
浴中、溶解ニツケルは溶解二価カチオンの95.2モ
ル%を占める。 例1に記載の2種類の鋼製パネルQ及びF4に
対し、例1に詳記のごとくスプレー洗浄及びスプ
レーリンスを行つた。リンス工程の後、60℃に加
熱した上記の燐酸塩浴を用い、これらのパネルに
対し2分間の吹付け燐酸塩処理を施した。次に20
℃の脱イオン水を用いてパネルをスプレーリンス
してから82℃のオーブン中で5分間乾燥した。例
1におけるごとく、燐酸塩処理を施したパネルに
対する抑制剤リンスによるポスト処理を行わなか
つた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
きわめて不均一で、筋や斑点のある外観を有し、
色も淡灰色から黒色に亘つていた。塗布量は0.28
〜0.70g/m2(26〜65mg/ft2)の間で変動してい
た。鋼製パネルQについての化学分析の結果、燐
酸塩被覆の含有量が被覆のニツケル及び亜鉛の合
計含有量の41.3重量%に等しいことを認めた。こ
れは43.9モル%Niに相当する。また被覆の鉄含有
量も高かつたが、これは望ましくないことであ
る。1500倍で撮影したこの燐酸塩被覆の走査電子
顕微鏡写真を第15図に示す。 この組織は、13〜25重量%の範囲内のニツケル
含有量を有する被覆で観察された組織に似てはい
るが、目に見える不均一な外観、塗布量が不均一
であること、及び多孔度が高いことから商業的用
途には不充分であると判断され、従つて腐食試験
用の塗装試験パネルを作製しなかつた。 例1〜12を通して見ると、炭素で汚染されてい
る可能性のある、自動車の車体用薄鋼板のごとく
〓後においてペイントを塗布される商用の薄鋼板
に卓越した塩水噴霧腐食抵抗性を確実に付与す
る、きわめて狭い、鋭角的に区別されたニツケル
含有量の範囲がニツケル/亜鉛燐酸塩変換被覆に
在ることが明らかである。例1〜12を通して示さ
れたように、普通の商用燐酸塩亜鉛の顕微鏡組織
と明らかに異なる顕微鏡組織を有する燐酸塩被覆
によつて特徴づけられるこのニツケル含有量範囲
は、14モル%から26モル%までのニツケルであつ
て、これは燐酸塩処理浴中の溶解ニツケル約83.5
ないし93.0モル%に相当する。全酸対遊離酸の比
率により、これらの限界をわずかに変動させるこ
とは可能である。簡略化を目的とし、例1から例
12まで、2種類の鋼、即ち、表面炭素汚染度の低
いものと、表面炭素汚染度が中程度のものとを用
いて、それに燐酸塩被覆を施し、又1種類のペイ
ント、即ち、エポキシエステル−メラミン樹脂を
基剤とするプライマーを吹付け塗装によつて塗布
した場合のみを記載した。例1〜12に記載の多く
の燐酸塩のほかに、これらの例に包含されていな
い他の組成物を、種々の他の基体、例えば表面炭
素汚染度の異なる種々の鋼、溶融亜鉛めつき鋼及
びアルミニウムに対して同じように施したことを
理解すべきである。さらにまた、例1〜12で述べ
た吹付けプライマー塗装のほかに、商用の陰極電
着塗装によるプライマー塗装を同じように行つた
後で、これらの基体の燐酸塩処理試験パネルに対
する塩水噴霧による腐食試験も行つた。これらの
場合においても、やはり燐酸塩処理浴中のニツケ
ル含有量が溶解二価カチオンの約84〜94モル%の
範囲内であるときに限り、確実に卓越した塩水噴
霧性能が観察された。 下記の追加例は、鋼以外の基体、特定的には溶
融亜鉛めつき鋼の亜鉛表面上において得られた利
点を説明するためのものであるが、これらの利点
は、前記諸例における鋼基体について確立され
た、狭い制限範囲内のニツケル含有量を有する燐
酸塩変換被覆の形成によつて得られたのである。 例 13 下記の組成: 1.42g/ Zn(H2PO42 13.02g/ Ni(H2PO42 2.05g/ H3PO4 0.47g/ NaF 0.08g/ NaNO2 を有する燐酸塩処理浴用溶液を製造した。 配合時点におけるこの浴の全酸濃度は18.1ポイ
ントであつた。次にNaOHを加えて浴の酸性度
を調節し、遊離酸の濃度を0.7ポイントに、従つ
て全酸対遊離酸比を26にした。この組成を有する
浴中、溶解ニツケルは溶解二価カチオンの90.7モ
ル%を占める。 例1に記載した2種類の鋼製パネルQ及びF4、
それに溶融亜鉛メツキ鋼パネルに対し、例1に詳
記したごとくスプレー洗浄及びスプレーリンスを
行つた。リンス工程の後、60℃に加熱した上記の
燐酸塩浴を用い、これらのパネルに対し2分間の
吹付け燐酸塩処理を施した。次に20℃の脱イオン
水でパネルをスプレーリンスしてから82℃のオー
ブン中で5分間乾燥した。例1におけると同じ
く、燐酸塩処理を施したパネルに対する抑制剤リ
ンスによるポスト処理を行わなかつた。 この方法で燐酸塩被覆を施した鋼製パネルは、
均一で帯青灰色の外観及び0.92g/m2(85mg/ft2
の塗布量を有していた。溶融亜鉛めつき鋼パネル
上には、塗布量が1.67g/m2(155mg/ft2)である
灰黒色の被覆が生成された。両鋼板上の燐酸塩被
覆を化学分析したところ、ニツケル含有量は被覆
のニツケル及び亜鉛の合計含有量の16.2重量%に
等しいことが判つた。これは17.7モル%Niに相当
する。 燐酸塩被覆を施した鋼製パネルQ及びF4、な
らびに燐酸塩被覆を施した溶融亜鉛めつき鋼パネ
ルに対し、エポキシエステルーメラミン樹脂を基
剤とするプライマーを吹付け塗装した。例1にお
けると同じく、焼付後の塗膜の厚さは約23μmで
あつた。再び例1に詳記したごとく塩水噴霧試験
を行い、けがき線から3mmの塗料のアンダーカツ
トをやはり失格と見なした。 例8、9、10及び11におけると同様に、両供試
鋼製パネル(Q及びF4)に対する塩水噴霧試験
を480時間後に中止したが、けがき線からのアン
ダーカツトは本質的に零であつた。試験開始後
360時間において、溶融亜鉛めつき鋼パネルにア
ンダーカツトが認められたとはいうものの、商用
の燐酸亜鉛を代表すると思量される性能に較べ、
かなりの改良が認められた。第16図は、燐酸塩
被覆中に17.7モル%のニツケルを含む溶融亜鉛め
つき鋼の360時間及び480時間の塩水噴霧性能(第
16a図及び第16b図)が、3.5モル%のニツ
ケルを含む商用の燐酸亜鉛(第16c図及び第1
6d図)に較べて改良されていることを示すもの
である。高ニツケル燐酸塩は、塗料の塩水噴霧ア
ンダーカツト度において顕著な利点を示すと共
に、時間の経過に伴うアンダーカツトの進行にお
いても顕著な利点を示す。 第5,6,7,8,10,11,12及び13
図で示したような燐酸塩被覆に観察された組織の
変化を確認するための別の実験において、減衰全
反射法(attenuated total reflectance
technique)を利用した赤外分析法により、燐酸
塩処理浴中の種々の水準のニツケル量を代表する
燐酸塩被覆を検査した。一連の吸光度スペクトル
として要約した実験結果を第17a〜17f図に
示す。第17a図は、例1に相当する商用の燐酸
亜鉛に典型的なスペクトルである。このスペクト
ルでは、例1に相当する33.3モル%から例6に相
当する82.6モル%まで燐酸塩処理浴のニツケル濃
度が増加しても漸進的な変化があるにすぎない。
しかしながら、第17d図に示される通り、例8
に相当する85.0モル%の水準に到達すると共に、
漸進的な変化が起こり、第10図の走査電子顕微
鏡写真で示される組織の変化を裏づけるものであ
る。それぞれ例9及び例11に相当する第17e図
及び第17f図に示される通り、燐酸塩処理浴中
のニツケル%が増加すると、スペクトルの変化は
さらに顕著になる。 【表】 【表】 【表】 例 14〜44 第1の二価金属として他の金属を使用した例を
以下の表〜に示す。 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】
Claim 1: An alkali-resistant phosphoric acid which deposits a phosphate conversion coating on a corrosive metal substrate by exposing the substrate to an acidic aqueous solution containing first and second divalent metal cations and phosphate ions. In the method of manufacturing a salt conversion coating, (a) the first divalent metal is selected from magnesium, nickel, cobalt and manganese cations, (b) the second divalent metal cation is a zinc cation, and (c) the concentration of the first and second divalent metal cations in the aqueous solution is such that the concentration of the first divalent metal cation in the solution is equal to the total divalent metal cation in the solution at the time of coating. A method for producing an alkali dissolution-resistant phosphate conversion coating, characterized in that the alkali dissolution-resistant phosphate conversion coating is maintained in a range of 84 to 94 mol%. 2. The method of item 1 above, wherein the concentration of the first divalent metal cation in the solution is at least 1.0 g/g/. 3. The method of claim 1, wherein the concentration of the second divalent metal cation in the solution is at least 0.2 g/. 4. The method according to item 3 above, wherein the concentration of the second divalent metal cation in the solution is 0.2 to 0.6 g/. 5. The method of claim 1, wherein the concentration of phosphate ions in the solution is at least sufficient to form dihydrogen phosphate with the metal cation. 6 The molar ratio of the first divalent metal cation to the second divalent metal cation is from 5.2:1 to 16:1.
The method according to item 1 above, which is within the range of. 7. Contacting a corrosive metal substrate with an acidic aqueous solution containing a first divalent metal cation, a second divalent metal cation, and a phosphate ion to remove the first divalent metal cation and the second divalent metal cation. forming a phosphate conversion coating consisting of a chemical bond of a valent metal cation and a phosphate ion;
divalent metal cations are removed from the solution in a greater proportion than the first divalent metal cations during the course of contacting the substrate with the solution, so that the first divalent metal cations in the solution are removed from the solution in a greater proportion than the first divalent metal cations. (a) the first metal cation is selected from magnesium, nickel, cobalt and manganese cations; b) selecting a zinc cation as the second divalent metal cation; and (c) adjusting the concentration of the first and second divalent metal cations in the aqueous solution to the concentration of the first divalent metal cation in the solution. said first divalent metal cation and said second divalent metal from said solution such that the concentration of metal cations is maintained in the range of 84 to 94 mole percent of the total divalent metal cations in the solution at the time of coating. The rate of cation removal is adjusted by replenishment of a replenishment concentrate comprising the first divalent metal cation and the second divalent metal cation in the same proportion. A method for producing an alkali-dissolved phosphate conversion coating, characterized by: 8. The method of claim 7, wherein the molar ratio of first divalent metal cations to second divalent metal cations in said replenishment concentrate is 18:82. 9. An alkali-resistant phosphate conversion coating in which a phosphate conversion coating is deposited on a corrosive metal substrate by exposing the substrate to an acidic aqueous solution containing first and second divalent metal cations and phosphate ions. (a) the first divalent metal cation is selected from magnesium, nickel, cobalt and manganese cations; (b) the second divalent metal cation is a zinc cation; (c) ) The concentration of the first and second divalent metal cations in the aqueous solution is such that the concentration of the first divalent metal cation in the solution is 84 to 94 of the total divalent metal cations in the solution at the time of coating. (d) maintaining the total acid content of said acidic aqueous solution in the range of 10 to 40% points; (e) controlling the free acid content of said acidic aqueous solution to be maintained in the range of 0.5 to 2.0% points; and (f) maintain a total acid/free acid ratio of the acidic aqueous solution between 10 and 50.
A method for producing an alkali dissolution resistant phosphate conversion coating characterized by maintaining the alkali dissolution resistance within the range of . 10. A method of producing an alkali-resistant phosphate conversion coating by exposing a corrosive metal substrate to an acidic aqueous solution containing first and second divalent metal cations and phosphate ions, comprising: (a) (b) selecting a zinc cation as the second divalent metal cation; (c) selecting the first divalent metal cation from magnesium, nickel, cobalt, and manganese cations; 1 and a second divalent metal cation in the solution at the time of coating.
and 84 to 94 of the total amount of second divalent metal cations.
(d) maintain the solution in the range of 100-150㎓ (38-65°C), and (e) maintain the substrate in the range of 30-120 seconds. A method for producing an alkali-resistant phosphate conversion coating, comprising contacting the coating with the solution. 11. The method of item 10 above, wherein the substrate is selected from iron, carbon steel, low alloy steel, aluminum or zinc. 12. The method of claim 10, wherein the first divalent metal cation is a nickel cation and the coating comprises a mixed metal phosphate in a continuous nodular structure in the form of Zn2Ni ( PO4 ) 2.H2O . Method. 13. A method of producing an alkali-resistant phosphate conversion coating by exposing a corrosive metal substrate to an acidic aqueous solution containing first and second divalent metal cations and phosphate ions, comprising: (a) (b) selecting a zinc cation as the second divalent metal cation; (c) selecting the first divalent metal cation from magnesium, nickel, cobalt, and manganese cations; 1 and a second divalent metal cation in the solution at the time of coating.
and 84 to 94 of the total amount of second divalent metal cations.
(d) maintaining the solution at a temperature ranging from 100 to 150°C (38 to 65°C); A method for producing an alkali dissolution-resistant phosphate conversion coating, characterized in that the coating is brought into contact with a solution, and (g) the solution further contains fluoride ions. 14. The method according to item 13 above, wherein the fluoride ion is introduced as a fluoride, fluoroborate, fluorosilicate, or other complex fluoride, and is present in the solution in an amount ranging from 0.1 to 1.0 g/l. . 15 having a metal substrate and a phosphate converting coating deposited thereon, the coating comprising a mixed metal phosphate comprising at least one first divalent metal element and a second divalent metal element; , whose cations are combined in a compound with phosphate ions, wherein (a) the first divalent metal element in the coating is selected from magnesium, nickel, cobalt and manganese; ) the second divalent metal element is zinc, and (c) the first divalent metal content of the phosphate coating is at least 13.7% by weight, and the second divalent metal content of the coating is At least 25% by weight. A corrosion-resistant coated metal article characterized by: 16. Corrosion resistance according to item 15 above, wherein the first divalent metal is nickel, and the nickel content is at least 15 mol% of the content of the first divalent metal and the second divalent metal of the coating. Coated metal articles. 17. No. 15 above, wherein said coating comprises a mixed metal phosphate in a continuous nodular structure in the form of Zn 2 Ni(PO 4 ) 2.4H 2 O.
Corrosion-resistant coated metal article as described in . 18. The corrosion-resistant coated metal article of item 15 above, wherein the coating has a uniform weight of 1.3 g/m 2 or less. BACKGROUND OF THE INVENTION AND PRIOR ART Zinc phosphate conversion coatings are applied to metal surfaces to prepare the substrate for paint and to prevent paint undercutting in corrosive environments. Initially, adhesion was the primary consideration when selecting a conversion coating. Smaller improvements in corrosion resistance have resulted from tighter, more adhesive coating systems (U.S. Pat.
3144360 and 3520737). In U.S. Pat. No. 3,810,792 to Ries et al., high nickel content was used to obtain a tight, dense phosphate layer within a short spray or bath immersion contact time for deep drawing purposes. A phosphate coating was used. Examples described in the Reese patent specification include a 100% nickel phosphate bath and a
Limited to those using a 69 mol% nickel phosphate bath. The Reese patent makes no mention of discontinuities in the properties of the phosphate as the film content varies. Unrestricted lease disclosure will not result in improvements in alkali resistance. The reasons for this are: (a) Reese uses nickel indiscriminately over a wide range of areas, resulting in him wandering blindly through compositions with no hope of improving alkali resistance; (b)
If Reese had discovered this, he would have certainly mentioned it, but Reese's examples do not show that there is a quantum jump in alkali dissolution and corrosion resistance after painting. It is from. Use of Layering Metals in Phosphate Conversion Coatings The methods by which these initial coatings were applied include using a solution containing layering metal cations, phosphate ions, and an oxidizing agent and spraying the solution onto the product to be coated; This included immersion in the bath. Typically, zinc, and in some cases calcium, iron or manganese, alone or in combination, were used as layer-forming ions. Phosphate ions were typically introduced by using phosphoric acid. Oxidizing agents are usually inorganic compounds, often consisting of salts of the metals mentioned above or salts of sodium or ammonium. Much of this technology remains unchanged as it is currently used. Nickel began to be introduced into the phosphate solution. Nickel has a constant reputation as a useful element as a layering metal for phosphate coatings of particularly homogeneous and continuous structure on steel, zinc, and sometimes aluminum. From the perspective of the prior art, it is clear that nickel was not originally added for the purpose of increasing corrosion resistance. With the exception of the Reese patent, relatively small amounts of nickel were added to the phosphate solution, always less than 6% of the weight of the solution. When nickel coexisted with zinc ions, an amount of nickel was added such that the nickel to zinc ratio was 1:1 or less (U.S. Pat. Nos. 4,053,328 and 3,723,334).
No. 4110128, No. 4153479 and No. 4231812). The study of the corrosion-preventing effect of phosphates was motivated by the increase in the amount of road salt used.However, there has been an increasing demand for phosphate coatings that consistently maintain high quality and are highly corrosion resistant. The problem of corrosion in automobiles has come to the fore as a result of the increased use of road de-icing salt. The amount of road salt used in the snowy regions of the United States and Canada has increased rapidly from about 1 million tons per year in the late 1950s to over 10 million tons today. For many years, it has been unclear why scratches in the paint and phosphate coatings on the exterior of a vehicle cause corrosion to occur over an area much wider than the width of the scratch itself. The Journal of Paint Technology (1968)
``Paint Adhesion Deterioration Mechanism on Steel Under Corrosive Environment'' by RR Wiggle, AG Smith and JV Petrocelli was published by RR Wiggle, AG Smith and JV Petrocelli.
Failure Mechanisms on Steel in Corrosive
An older study entitled ``Environments'' explains that alkaline dissolution of phosphate films is the cause of paint film undercuts. An alkaline environment is created by cathodic reduction of oxygen to hydroxyl ions (forming alkali-sodium hydride). An appropriate response is the Society of Automotive Engineers Transactions.
“Paint Deterioration, Steel Paint Failure, Steel Surface Quality and Accelerated Corrosion Test
Surface Quality and Accelerated Corrosion
This is explained in detail in Figures 1 and 2 of the paper titled ``Testing''. Simply put, damaged paint begins to rust in areas where the paint is gone inside the scratch. Iron oxide is produced from the basic metal by an anodic reaction in an electrolyte of water and sodium chloride. When iron dissolves to form ferrous ions (Fe 2+ ), electrons are simultaneously generated. Oxygen and water that permeate through the paint in the region adjacent to the anode region (representing the cathode) react there to form hydroxyl ions. The accumulation of hydroxyl ions creates a strongly basic liquid with a pH of 12.5 or higher. Conventional zinc phosphate dissolves in this highly basic liquid. Separation therefore occurs between the paint film and the substrate (sheet steel) on the vehicle body. If the paint is removed, for example by peeling off the tape applied to the scratched area, the paint adjacent to the scratch will be removed, but the underlying steel surface will remain shiny. This is due to the fact that high PH liquids are inhibitors of red mold formation. In actual use, of course, no tape is used, so the paint will peel off at the cut locations due to alkali dissolution of the phosphate film. This steel surface then begins to rust by the same mechanism common to the rusting of bare steel. Corrosion protection ability depends on the degree of surface carbon contamination The surface cleanliness of steel, especially the contamination of automobile steel sheets by carbonaceous deposits, plays an important role in the susceptibility to corrosion. Like the one made in a steel mill,
Even the presence of a very thin carbon layer deposited on the surface of the steel, in the presence of an electrolyte that favors the cathodic reduction of oxygen to hydroxyl ions, results in the formation of a phosphate coating suitable for optimal paint adhesion. This results in significant interference. The reason for this is that "pore areas" (either exposed spots or very thin areas in the zinc phosphate conversion coating caused by the presence of carbon) act as reactive sites for oxidation and reduction reactions. This is because it works. Satisfactory experimental results regarding this mechanism were published by the Society of Automotive Engines and Transactions.
R. published in Section 1, Volume 87 (1978).
“Quantitative test on the quality of zinc phosphate coatings” by W. Turilla and V. Hospadaruk.
It is described in a paper entitled "Test for Zinc Phosphate Coating Quality". This study represents a breakthrough in our understanding of the parameters that control the quality of zinc phosphate coatings as paint substrates. This paper established that zinc phosphate coatings are porous and that substrates with high surface carbon contamination always exhibit a porosity of at least 1.0-1.5%. Because it is difficult to improve rolling mill operations to eliminate this surface carbon contamination phenomenon, measures must be taken to address the detrimental porosity in the phosphate coating. Porosity in such phosphate coatings is detrimental because it promotes electrochemical corrosion activity of the substrate. The phosphate film is then subjected to the dissolving action of alkali (NaOH) present around the scratches in the paint, that is, around the areas where corrosion has started. Attempts to Reduce Corrosion Susceptibility The main prior art attempts to reduce the corrosion susceptibility of phosphated metals have involved (a) introducing inhibitors into the paint applied over the phosphate coating to protect it from corrosion; (b) the use of inhibitor rinses such as chromic acid (although this method was only partially effective in reducing corrosion susceptibility); and (c) the use of phosphate coatings during use. It involved a tighter coating system to prevent bumps. These attempts have not been very effective in reducing the alkali sensitivity of phosphate coatings. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method of increasing the alkali solubility resistance of phosphate conversion coatings on corrosive metal substrates, thereby reducing their corrosion susceptibility. The method employs a very critical narrow range of suitable layer-forming metal cations that form a unique mixed metal phase phosphate that provides strong resistance to alkaline dissolution. The coating is deposited by a chemical reaction between the substrate and an acidic aqueous solution containing first and second divalent layer-forming metal cations and phosphate ions. The method includes (a) selecting a first divalent metal cation to be magnesium, nickel, cobalt and manganese; (b) selecting a second divalent metal to be zinc; and (c) selecting a coating to be deposited. The amount of the first divalent metal cation included is at least
15.0 mol% and the content of second divalent metal cations is at least 25% by weight of the coating.
It is characterized by critical control of the amounts of first and second divalent metal cations present during the chemical reaction within a narrow range. The first divalent metal cation is selected from the group consisting of magnesium, nickel, cobalt and manganese cations (advantageously, the cation is nickel only) and It is controlled to be 84 to 94 mol%. Zinc is preferably present in an amount of at least 0.2 g/solution as Zn +2 [advantageously from 0.2 to 0.6 g/as Zn +2 or from 0.79 to Zn(H 2 PO 4 ) 2 ] .
2.38g/] is included in the solute. If the first divalent metal cation is nickel, the deposited coating consists essentially of a mixed-metal phosphate in the form of connected nodules, likely including Zn 2 Ni(PO 4 ) 2.4H 2 O. However, the amount of nickel varies slightly within a narrow range. Advantageously , the coating is deposited in a substantially uniform amount of less than 120 mg/ft 2 . For a sufficient time at sufficient temperature and PH to achieve chemical reaction and precipitation of the phosphate coating on the substrate (i.e., 30-120 seconds, 100-150〓, PH 2.5-
3.5) Preferably, the substrate is exposed to a phosphating solution. Thereafter, excess solution not deposited as a coating is removed from the coated substrate. The molar ratio of the first and second metal cations is in the range of 5.2:1 to 16:1, and the first metal cation is included in the solution in an amount of at least 1.0 g per solution. Also included within the scope of the present invention is a method in which a phosphate coating solution is applied to the surface of a metal product that has been alkaline cleaned to coat the surface with a phosphate coating. The feature is that the average application amount is
1.3g/ m2 (less than 120mg/ ft2 ), i.e. 6.5
~1.3 g/ m2 (60-120 mg/ ft2 ) and a phosphate film containing at least 15 mole percent (13.7 wt.%) nickel is deposited. Such a phosphate coating has an oxidizing agent content and pH that are effective for chemical reaction with the target article, and (a) 84% of the metal cation.
a divalent layer-forming metal cation consisting of ~94 mole percent nickel and 16 to 6 mole percent zinc; and (b) an amount at least sufficient to form a dihydrogen phosphate between said metal cation. is obtained using an acidic aqueous coating solution having a solute content consisting essentially of phosphate ions. The article is comprised of a metal selected from the group consisting of iron, carbon steel, low alloy steel, aluminum and zinc. This method uses 0.4mg/
It is particularly advantageous when used in metal articles having a total surface carbon content greater than ft 2 . The phosphating solution preferably has a total acid content of 10 to 40 points, a free acid content of 0.5 to 2.0 points, and a total acid/free acid ratio of 10 to 50. When the method is applied to zinc metal products or substrates, a fluoride selected from the group consisting of fluorides, fluoroborates, fluorosilicates or other complex fluorides is preferably included in the solution. . Phosphate solution pH 2.5
It is desirable to maintain the temperature at ~3.5 and include a sufficient amount of nitrite and other oxidizing agents. The temperature during the phosphating process is kept at 100-150°C (38-65°C). Preferably, the metal product is exposed to such a solution for 30-120 seconds. The amount of nitrite used as an accelerator is 0.5-2.5 points or 0.03-2 as NaNO2
The desired amount is 0.14g/solution. Advantageously, the phosphate bath is regenerated with concentrated phosphate through a series of product coating operations. Since there is more zinc than nickel in the phosphate coating, the bath will be richer in nickel than zinc. Preferably, the replenishment solution or concentrate is formulated to consist essentially of about 18 mole percent nickel cations and 82 mole percent zinc cations (16.5 nickel - 83.5 percent zinc by weight). Alternatively, a portion of the nickel in the main coating solution can be replaced by a divalent layer-forming metal cation selected from the group consisting of cobalt, magnesium or manganese. The product obtained by carrying out the above process is characterized by a phosphate film, the main structure of which is composed of a mixed metal phase phosphate, one of the metals being
The species is zinc and the other metal is magnesium, nickel, cobalt or manganese. Preferably the coating has a nickel content of at least 15 mol% and the mixed metal phosphate is
Nickel/zinc phosphate. SUMMARY OF THE DRAWINGS Figures 1-3 show (1) the alkali sensitivity of coatings made using high nickel and conventional nickel content zinc phosphate baths, (2) the nickel in the coating as a function of the nickel in the bath; and (3) salt spray life as a function of nickel in the phosphate coating, respectively. Figure 4 is a set of photographs (4a to 4h) showing the results of spraying dark gray paint onto a steel plate, making scratches on each plate, and then subjecting them to a salt spray corrosion test. The original panels had different surface cleanliness and were phosphate treated with varying nickel content in the bath ranging from 33 to 77 mol% and zinc content before applying the paint. It's what I put there. Figures 5-8 are scanning electron micrographs (1500x magnification) of the crystal structure of the coatings corresponding to panel photographs 4a, 4c, 4e and 9c, respectively. Figure 9 is also a set of photos (9a to 9h),
Shows a steel plate sprayed with dark gray paint. Each panel was incrementally varied in nickel content (81
~85 mole %) in a phosphate bath before painting and scratching before subjecting to salt spray corrosion testing. Figures 10 to 13 are panel photographs 9g, 14a,
Scanning electron micrograph (1500x magnification) of the crystal structure of the coatings corresponding to 14c and 14e. FIG. 14 is a set of photographs similar to FIGS. 4 and 9 showing a corrosion test panel corresponding to a phosphate treatment bath having a nickel content of 90.5 to 92.3 mole percent. Figure 15 is a scanning electron micrograph (1500x magnification) of a coating made in a phosphate treatment bath containing greater than 95 mole percent nickel. Figure 16 is a photograph (Figures 16a-16d) of a hot-dip galvanized steel sheet coated with dark gray paint that has been subjected to a salt spray test. FIG. 17 is a graph showing the infrared spectra of coatings made using phosphate treatment baths of various nickel contents. The table summarizes the explanations for each panel used in Figures 4, 9, and 14, and (a)
Amount in mole % of zinc and nickel relative to the combination of Ni and Zn, weight % of nickel or zinc as % relative to the combination of nickel and zinc, 1
Composition of the bath used, including the weight in grams of each solute component per gram and the weight percent of each solute component relative to the total bath solution; (b) mole percent of nickel and zinc relative to total Ni and Zn, total nickel and zinc; The composition of the coating is shown, including the weight percentages of nickel and zinc, as well as the weight percentages of the major components in the coating. The table shows the physical property values of the coating for the panels shown in the table. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It is common practice in the automotive industry to apply acidified zinc phosphate to metal vehicle bodies and structural components to form a zinc phosphate conversion coating on the metal surface. . This is usually accomplished by spraying or dip-coating metal vehicle bodies and parts. The phosphate coating serves to enhance the adhesion of paint systems applied thereon, thereby improving resistance to corrosion. The dramatic increase in alkali solubility resistance of the present invention is demonstrated by the dramatic increase in the life of the coating system when subjected to accelerated salt spray corrosion tests. Corrosion Reactions Corrosion in aqueous electrolytes is an electrochemical process that involves oxidation and reduction reactions. Oxidation reactions are anodic dissolution of steel or other metal substrates in which ions leave the metal to form corrosion products. Excess electrons left in the metal by the oxidation reaction are consumed in the cathodic reduction reaction. The main cathodic reaction is the reduction of dissolved oxygen to form hydroxyl ions. Another cathodic reaction that may occur in some cases is reduction by hydrogen ions. Two reduction reactions result in an increase in electrolyte PH at the cathode site. Anodic and cathodic reactions can occur at essentially the same atomic site. however,
Once a differential concentration gradient of oxygen or electrolyte is established,
The reaction sites become far apart. After a certain amount of rust has formed at the anodic site, most of the cathodic reduction of oxygen will occur around the rust deposit or flaw, ie, at the zinc phosphate coating/steel interface. Anodic oxidation of iron is limited to areas covered by rust. Due to the limited movement of oxygen through the rust scale and the relatively easy access of adjacent unrusted steel surfaces to atmospheric oxygen, a differential oxygen concentration cell is established. . An important consequence of differential oxygen concentration cells is the creation of a highly alkaline electrolyte at the phosphate/steel interface. The pH of the electrolyte increases to over 12 in a sodium chloride environment, and such conditions tend to cause undercutting of the primer paint. Undercutting by alkali sodium hydroxide is primarily due to dissolution of some zinc phosphate coatings (and to a lesser extent, saponification reactions of some reactive ester groups present in the primer resin). Once the undercut paint is destroyed, the pH of the electrolyte drops to a neutral value and corrosion of the newly exposed metal begins. Cathodically induced paint adhesion degradation is therefore an important precursor to uncontrolled corrosion of metals. The degree of primer paint undercutting in corrosive environments is determined by imperfections in the paint film (e.g., scratches), the chemistry of the primer and inhibitor used, and contamination present on the surface of the substrate prior to coating. It depends on the amount of material and the effectiveness of the phosphate coating as a barrier against lateral spread of corrosion. The present invention has succeeded in significantly increasing the effectiveness of phosphate coatings, regardless of the first three factors. Surface Carbon Of the three factors listed above, surface contamination has been the most significant obstacle to obtaining reliable improvements in phosphate coatings and must therefore be addressed. Carbonaceous residues on the steel or other metal substrate to be coated have a detrimental effect on the corrosion protection provided by paint and phosphate coatings. It has now been established by the prior art that there is a correlation between surface carbon contamination level and salt spray performance. Carbon contamination, by itself, can cause initial paint adhesion degradation and later corrosion problems. Carbonaceous deposits impede the phosphating reaction and subsequent precipitation of phosphate crystals, thus increasing the apparent porosity of the phosphate coating. The increased porosity increases the generation rate of hydroxyl ions by cathodic reduction of oxygen at the sites of the electrochemically active pores. Even levels of apparent porosity of only a few percentage points dramatically reduce the effectiveness of the phosphate coating. With conventional phosphate systems, porosity levels of about 0.5% or less, which are found at low levels of surface carbon contamination, are required to prevent cathodic undercutting of the primer. What is needed is that the phosphate coating be relatively insensitive to alkaline undercuts, regardless of the degree of carbon contamination. That is the purpose of this invention. The research underlying the present invention shows that zinc phosphate coatings containing at least 15 mole percent nickel based on Ni and Zn content and a threshold level of at least 25 weight percent zinc for the phosphate film or coating are alkaline. It has been shown that significant improvements in dissolution can be achieved. PREFERRED METHODS To deposit a phosphate film on the surface of an alkali-cleaned metal article or substrate, use a temperature and temperature sufficient to effect the chemical reaction and deposition of this type of film.
This is done by exposing the article or substrate to an acidic aqueous phosphate solution for a sufficient period of time under PH. The solution contains divalent metal cations and phosphate ions for forming the first and second layers, the first divalent metal cations being nickel, cobalt, magnesium and manganese (all of which contain zinc the second divalent metal cation is zinc, while the second divalent metal cation is zinc. The amounts of the first and second divalent metal cations are adjusted such that the first divalent metal cation content in the resulting film is at least 15 mole percent of the total cations. The prior art, particularly the Reese patent, imparts paint systems through the use of phosphating baths that include a lowest zinc threshold and have nickel concentrations within a very narrow range, as disclosed herein. It is clear that the quantum jump in corrosion protection was not noticed. This does not mention that the deficiencies in corrosion resistance exhibited by the paint system are due to deficiencies in the phosphate coating (see column 1, lines 65-72) and that the improvement of corrosion resistance is not specifically addressed as an object of the invention. It is self-evident since it is not mentioned (see column 2, lines 28-30). Reese discloses four examples, the first using a "100% nickel" bath, and the remaining three using 68.1, 68.1, and 68.9 mole percent (65.8, 68.9 mole percent), respectively.
65.7 and 66.6% by weight) nickel bath. Reese gave these examples to establish upper and lower limits for adhesion, and that the use of nickel phosphate coatings within strictly limited ranges when used as a paint base in corrosive systems. It is clear that he did not recognize the peculiar features. Lease disclosures are in Example 1, Column 550
-54, in which it is stated that the nickel phosphate coating is "... highly suitable as an adhesion base for subsequently applied lacquer and synthetic resin layers". Clearly, the emphasis is on phosphate deposition on metal substrates. Regarding Example 2, Reese stated that ``in corrosion tests, these were largely superior to, or at least equivalent to, known zinc phosphate layers, as shown by condensed moisture tests and salt spray tests.'' ing. As will be demonstrated below, salt spray corrosion resistance is not substantially improved when the nickel content is between 58 and 83 and between 95 and 100 mole percent of divalent layer-forming cations. Therefore, Reese's thesis is baseless even when interpreted in good faith, and is not based on technical data. The method disclosed herein further preferably includes:
Contains at least 6% nickel by weight of the total coating, with an average coating weight of 1.3 g/m 2 (120 mg/m 2
ft 2 ) is characterized by the precipitation of a phosphate film. The phosphate coating is obtained using an acidic aqueous coating solution having an oxidizing agent and solution pH effective to chemically react with the article or substrate.
The solute contained in the solution is (a) a divalent compound consisting of nickel in an amount of 84 to 94 mol% based on the total metal cations and zinc in an amount of 0.2 to 0.6 g per 1 of the solution as Zn +2 . Desirably, the layer consists essentially of a layer-forming metal cation, and (b) phosphate ions in an amount sufficient to form a dihydrogen phosphate with the metal cation. Alternatively, a portion of the nickel content may be replaced by a divalent layer-forming metal cation selected from the group consisting of cobalt, magnesium and manganese. More specifically, metal products are cleaned using an alkaline cleaner having a concentration of 2 to 10 points and maintained at a temperature of 100 to 140 degrees. The article is treated with an alkaline cleaner for about 30-120 seconds and then washed with water at a temperature of 100-140° for 30-120 seconds. A phosphating bath solution having a composition adjusted as specified above and maintained at a temperature of about 100-140°C is then sprayed onto the alkali-cleaned metal substrate, or the substrate is placed in the solution. Soak. The total acid content of the solution is 10-40 points, the free acid content is 0.5-2.0 points, and the total acid/free acid ratio is 10-50. The pH of the bath is adjusted to 2.5-3.5 and nitrite is present in the bath, preferably in an amount of 0.5-2.5 points. Exposure to the phosphate treatment bath was kept for approximately 30-120 seconds, and the application amount was 1.3 g/ m2 (120
mg/ft 2 ). After exposure to the phosphating solution in this manner, rinse with water for 30 to 120 seconds at ambient temperature or 100°C.
Inhibitor cleaning, including chromate or other dissolved corrosion inhibitors, for 30 to 60 seconds at 120°C, and at ambient temperature.
Excess solution is removed from the article or substrate by a continuous cleaning process consisting of 15-30 second deionized water rinses. Phosphating Solutions Phosphating solutions contain nickel cations (or water, which has a lower solubility in alkaline solutions than zinc hydroxide) comprising at least 84 mole percent (82.5 weight percent) of the combined metal cations in the solution. oxides of magnesium, cobalt or manganese). However, the zinc cations in the phosphating solution are at least 0.2 g/Zn +2 .
, or 0.79g/Zn(H 2 PO 4 ) 2 is important. The Ni/Zn molar ratio is 5.2:
It is within the range of 1 to 16:1. Thus, for example, if zinc has a nickel/zinc cation content of 16
If it is mol%, at least 0.2 g/[preferably 0.2 to 0.6 g/] of Zn +2 in the solution, or Zn
(H 2 PO 4 ) 2 must contain 0.79 to 2.38 g/]. Therefore, the nickel content must be at least 1.0 g per bath solution (84 mol % of the total nickel/subsalt). This correlation between the lowest zinc content and the highest first divalent metal cation content is due to the fact that Zn 2 M (PO 4 ) 2 4H 2 O (where M is magnesium, nickel, cobalt or manganese) and whose hydroxide is less soluble in alkaline solutions than the hydroxide of zinc This is a necessary condition. Such mixed metal phosphates contain high contents of magnesium, nickel, cobalt or manganese, preferably nickel, thereby resulting in significantly improved corrosion performance despite a significant degree of surface carbon contamination. . As shown in Figure 17, infrared spectra demonstrated that coatings made from baths containing less than 84 mole % nickel were structurally different from phosphate coatings formed from high nickel baths. . Furthermore, scanning electron micrographs show that phosphates produced from baths with nickel contents greater than 84 mol % exhibit rapid morphological changes. If the nickel content of the phosphate solution exceeds 94 mol%, coatings made from such phosphate solutions will be very thin and non-uniform (see Figure 15), and will have improved Corrosion performance benefits also decrease accordingly. If it exceeds 94 mol%,
It becomes extremely difficult to obtain the desired Ni/Zn ratio in the bath. If the nickel content in the phosphate solution is lower than 84 mole percent, the phosphate coating will not be able to produce the amount of favorable mixed-phase nodular phosphate structure necessary to dramatically increase salt spray corrosion resistance. . Those coatings do not have the desired alkali resistance.
If the zinc concentration is less than 0.2g/Zn +2 ,
The rate of formation of iron oxides and iron phosphates increases. The initial phosphate solution is conveniently prepared by making up a nickel and zinc phosphate solution concentrate, preferably from an oxide or carbonate and concentrated phosphoric acid. The concentration of metal ions in each of these separate solutions is approximately 120-140 g/g/. To make up a fresh phosphate bath using these metal phosphate concentrated stock solutions, appropriate amounts of each of these stock solutions and water are used to achieve the desired bath concentration as described above. During the deposition of the phosphate film, more zinc is deposited than nickel, so that during the phosphate treatment the bath is enriched with nickel. It is preferable to prepare a separate concentrated stock solution formulated as a replenisher, which contains 18 mol% nickel and 82 mol% nickel based on dissolved nickel and zinc cations.
of zinc. Substrate Preferably, the substrate is selected from the group consisting of iron, carbon steel, low alloy steel, aluminum and zinc.
If the substrate is zinc or aluminum, 0.1-1.0 g/ml of sodium fluoride is additionally added to the phosphate solution to promote the formation of a zinc phosphate film. Coating Product The coating product obtained has very good alkali solubility resistance (see Figure 1, which compares several test panels of the prior art and of the invention exposed to NaOH solution at pH 12.5). ) and excellent chemical bonding to the substrate. Zinc/nickel phosphate conversion coatings are the result of a chemical reaction with the substrate. The structure of the coating of the invention has the form of a nodule (see Figures 10-13).
The product of the invention has a nickel content in the coating of 15
Significantly improved salt spray performance with little or no undercutting of the paint even after 500 test hours, a phenomenon that occurs suddenly when the mole % (approximately 13.7% by weight) is exceeded. It is therefore particularly characterized (see Figure 3).
Adjusting the amount of nickel in the coating to 13.7% by weight or higher is easy by adjusting the amount of nickel in the bath to exceed 84 mol% (82.8% by weight) of Ni/Zn in the bath. (See Figure 2). This coating has high corrosion resistance even with a high degree of surface carbon contamination. Example Cutting sheet metal into panels with dimensions of 4 x 12″,
A series of test panels for Examples 1-13 were manufactured. These test panels were exposed to a phosphating solution (see table) of known chemical composition, washed and dried. A portion of selected panels were used to measure the coating weight, composition, morphology and structure of the phosphate coating. A dark gray base paint (epoxy ester-melamine resin primer) was applied to the remaining portions of these panels. After these samples were baked, an "X" shaped scratch was made to expose the metal and then subjected to an accelerated salt spray test after which the degree of undercutting of the paint was observed and/or measured. The salt spray test essentially involves exposing the panel to a mist of 5% sodium chloride solution in a chamber maintained at 35° C. according to the ASTM B117 standard test method. Example 1 A solution for a phosphating bath is prepared with the following composition: 2.22g/ Z(H 2 PO 4 ) 2 1.08g/ Ni(H 2 PO 4 ) 2 5.85g/ H 3 PO 4 0.13g/ NaNO 2 did. The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 11.3
It was a point. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.8 points.
A total acid to free acid ratio of 14 was achieved. In a bath with this composition, dissolved nickel accounted for 33.3 mole percent of the dissolved divalent cations, and is representative of the composition currently used commercially in spray phosphating systems. Two types of steel panels were selected for phosphate treatment with the phosphate treatment compositions described above. The first type, designated as Q steel, has very low surface carbon contamination, typically 1 mg/m 2 (0.093 mg/ft 2 ).
The degree of contamination was lower than that of commercially available steel test panels. The second type of panel is cut from commercial auto body sheeting;
Identified as F4. This steel plate has a surface carbon value of
It was 1.8 to 6.2 mg/m 2 (0.17 to 0.58 mg/ft 2 ), and it was known that conventional primers sprayed on top of zinc phosphate quickly deteriorated in salt spray tests. 4.7 for Q steel and F4 steel panels
Spray cleaning for 2 minutes with a conventional alkaline cleaner with point strength and a temperature of 60℃ (140〓), spray rinsing with tap water at 60℃ for 30 seconds, and then heat the above solution to 60℃. A 2 minute spray phosphate treatment with a phosphate bath was applied. 20℃
The panels were spray rinsed with deionized water (68°) for 1 minute and then dried in an oven at 82°C (180°) for 5 minutes. None of these phosphate treated panels were post-treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate in this manner had a uniform, gray appearance and a coating weight of 1.62 g/m 2 (150 mg/ft 2 ). Chemical analysis showed that the nickel content of the phosphate coatings for both Q and F4 steels was 3.2% by weight based on the total nickel and zinc content in the coatings. This is equivalent to 3.5 mol% Ni. A 1500x scanning electron micrograph of the phosphate coating on Q steel is shown in FIG. This structure is representative of spray-applied commercial zinc phosphate coatings. Phosphate coated Q steel and F4 steel were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. The thickness of the paint after baking was approximately 23 μm. Salt spray test on painted and scribed panels
Performed according to ASTM B117 standard. The specification for the epoxy ester-melamine resin-based primers used in these tests is that the undercut of the paint should be 3 mm away from the scribe line when measured by tape stripping the entire surface of the panel. If this occurs, it will be a disqualification. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours, and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 4a). In contrast, test panel F4 failed after 96 hours of salt spray testing (see Figure 4b). Example 2 A solution for a phosphating bath is prepared with the following composition: 4.44g/ Zn(H 2 PO 4 ) 2 5.94g/ Ni(H 2 PO 4 ) 2 3.36g/ H 3 PO 4 0.12g/ NaNO 2 did. The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 14.7 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.9 and a total acid to free acid ratio of 16. In a bath of this composition, dissolved nickel accounts for 57.9 mole percent of the dissolved divalent cations. Two types of steel panels Q and F4 described in Example 1
were spray cleaned and spray rinsed as described in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated using the phosphate bath described above heated to 60°C. The panels were then spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. As in Example 1, none of the panels were post-treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
It has a uniform gray appearance and the coating amount is 1.71g/m 2
(159 mg/ft 2 ). Chemical analysis revealed that the nickel content in the phosphate coating for both Q steel and F4 steel was 5.6% by weight of the total nickel and zinc content of the coating.
I learned that it is equal to This is equivalent to 6.2 mol% Ni. A scanning electron micrograph of this coating taken at 1500x is shown in Figure 6. The structure is still similar to the morphology of commercial spray-applied zinc phosphate coatings. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the paint film after baking was 23 μm. The salt spray test was carried out again exactly as described in Example 1 and any undercut in the paint 3 mm from the scribe line was considered a failure. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 4c). In contrast, test panel F4 failed before the 96 hour salt spray test was completed (see Figure 4d). Example 3 A phosphate bath solution was prepared having the following composition: 3.33g/Zn( H2PO4 ) 2 6.80g/Ni( H2PO4 ) 22.71g / H3PO40.11g / NaNO2 . At the time of formulation, this bath had a total acid concentration of 14.1 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.9 points.
Therefore, the ratio of total acid to free acid was 16. In a bath of this composition, dissolved nickel accounts for 67.7 mole percent of the dissolved divalent metal cations. Two types of steel panels Q and F4 described in Example 1
A spray wash and a spray rinse were performed as detailed in Example 1. After rinsing process, 60℃
These panels were spray phosphated using the phosphate treatment bath described above heated to . The panels were then washed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. As in Example 1, none of the phosphate treated panels were post treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate by this method have a uniform gray appearance and the amount of coating is
It was 1.38g/m 2 (125mg/ft 2 ). Chemical analysis showed that for both Q and F4 steels, the nickel content of the phosphate coating was equal to 7.3% by weight of the total amount of nickel and zinc contained in the coating. this is
Equal to 8.1 mol% Ni. A scanning electron micrograph of this phosphate coating taken at 1500x is shown in Figure 7.
Again, this structure is still similar to spray applied commercial zinc phosphate coatings. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the paint film after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was again carried out exactly as detailed in Example 1, again with a
Any undercutting of the paint in mm was considered a disqualification. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 4e). In contrast, test panel F4 failed before the end of the 72 hour salt spray test (see Figure 4f). Example 4 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 3.01g/Zn( H2PO4 ) 2 10.07g/Ni( H2PO4 ) 20.89g / H3PO40.14g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 14.2 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.9 points, thus a total acid to free acid ratio of 16. In a bath of this composition, dissolved nickel accounts for 77.4 mole percent of the dissolved divalent cations. Two types of steel panels Q and F4 described in Example 1
A spray wash and a spray rinse were performed as detailed in Example 1. After rinsing process, 60℃
The panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to . The panels were then spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. Example 1
As in the case of , no post treatment with inhibitor was performed on the phosphate treated panels. Steel panels coated with phosphate using this method are
It had a uniform, gray appearance and a coverage of 1.14 g/m 2 (106 mg/ft 2 ). Chemical analysis revealed that Q steel and
For both F4 steels, the phosphate and nickel content of the coating is 11.0% by weight of the total nickel and zinc content of the coating.
I learned that it is equal to This corresponds to 12.1 mol% Ni. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the coating after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was carried out exactly as in Example 1, with undercutting of the paint 3 mm from the scribe line still considered a failure. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 4g). In contrast, test panel F4 failed within 72 hours of the salt spray test (see Figure 4h). Example 5 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 2.14g/Zn( H2PO4 ) 2 9.21g/Ni( H2PO4 ) 21.42g / H3PO40.11g/ NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 14.2 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.8 points and thus a total acid to free acid ratio of 18. In a bath of this composition, dissolved nickel is 81.5 mol% of dissolved divalent metal cations.
occupies The two steel panels Q and F4 described in Example 1 were spray cleaned as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. The panels were then spray rinsed with deionization at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. As in Example 1, the phosphate treated panels were not post-treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
It had a uniform, gray appearance and a coverage of 1.17 g/m 2 (109 mg/ft 2 ). Chemical analysis revealed that Q steel and
For both F4 steels, the nickel content of the phosphate coating was found to be equal to 11.8% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 13.0 mol% Ni. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the paint after baking was approximately 23 μm.
The salt spray test was again carried out exactly as described in Example 1, with undercutting of the paint 3 mm from the scribe line still considered a failure. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 9a). In contrast, test panel F4 failed within 120 hours of the salt spray test. (See Figure 9b). Example 6 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 2.06g/Zn( H2PO4 ) 2 9.56g/Ni( H2PO4 ) 21.18g / H3PO40.12g / NaNO2 . At the time of formulation, this bath had a total acid concentration of 14.3 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH, increasing the concentration of free acid by 0.7 points,
Therefore, the total acid to free acid ratio was set at 20. In a bath of this composition, dissolved nickel accounts for 82.6 mole percent of the dissolved divalent cations. Two types of steel panels Q and F4 described in Example 1
A spray wash and a spray rinse were performed as detailed in Example 1. After rinsing process, 60℃
The panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to .
The panels were then spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. As in Example 1, the phosphate treated panels were not post-treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
It had a uniform, gray appearance and a coverage of 1.09 g/m 2 (101 mg/ft 2 ). It was found by chemical analysis that the nickel content of the phosphate coating for both the Q and F4 steels was equal to 12.3% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 13.6 mol% Ni. A scanning micrograph of the phosphate coating taken at 1500x is shown in Figure 8. This morphology is similar to that of commercial zinc phosphate, except that the crystal structure size is much finer. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in example 1,
The thickness of the coating film after baking was approximately 23 μm. Again a salt spray test was carried out exactly as in Example 1,
Undercutting the paint by 3mm from the scribe line was also considered a disqualification. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 9c). In contrast, test panel F4 failed within 144 hours of the salt spray test. (See Figure 9d). Example 7 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 2.18g/Zn( H2PO4 ) 2 10.07g/Ni( H2PO4 ) 22.08g / H3PO40.12g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 15.6 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.6 points and thus a total acid to free acid ratio of 26. In a bath of this composition, dissolved nickel accounts for 82.6 mole percent of the dissolved divalent cations. The two steel panels Q and F4 described in Example 1 were spray cleaned and spray rinsed as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. The panels were then spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. Example 1
As in the previous case, no post-treatment with an inhibitor rinse was performed on the phosphate-treated panels. Steel panels coated with phosphate using this method are
It had a uniform, gray appearance and a coverage of 1.45 g/m 2 (135 mg/ft 2 ). Chemical analysis showed that for both the Q and F4 steels, the nickel content of the phosphate coating was equal to 13.1% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 14.4 mol% Ni. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the coating after baking was approximately 23 μm.
The salt spray test was again carried out exactly as detailed in Example 1, with undercutting of the paint 3 mm from the scribe line still being considered a failure. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 9e). In contrast, test panel F4 failed within 456 hours of the salt spray test. (See Figure 9f). The improvement in salt spray performance observed in Example 7 compared to Example 6 demonstrates the importance of the nickel content in the phosphate coating. Examples 6 and 7
Note that the nickel content in both baths is 82.6 mol%. However, compared to example 6, example 7
The high total to free acid ratio of the phosphate coating led to a high nickel content in the phosphate coating, which led to improved corrosion resistance. Example 8 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 1.63g/Zn( H2PO4 ) 2 9.00g/Ni( H2PO4 ) 22.95g / H3PO40.13g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 14.1 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.8 points and thus a total acid to free acid ratio of 18. In a bath with this composition, dissolved nickel accounts for 85.0 mole percent of the dissolved divalent cations. The two steel panels Q and F4 described in Example 1 were spray cleaned and spray rinsed as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. next
The panels were spray rinsed using deionized water at 20°C and then dried in an oven at 82°C for 5 minutes.
As in Example 1, the phosphate treated panels were not post-treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
Uniform bluish-gray appearance and 0.90g/m 2 (84mg/ft 2 )
It had a coating amount of Chemical analysis showed that the nickel content of the phosphate coating for both the Q and F4 steels was equal to 14.6% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 16.0 mol% Ni. A scanning electron micrograph of this coating taken at 1500x is shown in Figure 10. This photograph shows a drastic change in morphology compared to those shown in the examples described so far, and it is clear that the entire structure has changed. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in example 1,
The thickness of the coating film after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was again carried out exactly as detailed in Example 1, with undercutting of the paint 3 mm from the scribe line still being considered a failure. The salt spray test on Test Panel Q was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 9g). The salt spray test on test panel F4 was also stopped after 480 hours, but there was essentially no undercut from the scribe line (see Figure 9h). Example 9 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 1.07g/Zn( H2PO4 ) 2 9.90g/Ni( H2PO4 ) 20.96g / H3PO40.12g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 13.5 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.9 points and thus a total acid to free acid ratio of 15. In a bath with this composition, dissolved nickel accounts for 90.5 mole percent of the dissolved divalent cations. The two steel panels Q and F4 described in Example 1 were spray cleaned and spray rinsed as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. next
The panels were spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. Steel panels coated with phosphate using this method are
Uniform bluish-gray appearance and 0.86g/m 2 (80mg/ft 2 )
It had a coating amount of Chemical analysis showed that for both Q and F4 steels, the nickel content of the phosphate coating was equal to 15.5% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 17.0 mol% Ni.
A scanning electron micrograph of this coating taken at 1500x is shown in Figure 11. This structure confirms the rapid change in morphology shown in FIG. 10, and suggests changes throughout the structure. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the coating after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was again carried out exactly as detailed in Example 1, with undercutting of the paint 3 mm from the scribe line still being considered a failure. Similar to Example 9 above, both test panels (Q and
The salt spray test for F4) was discontinued after 480 hours and there was essentially no undercut from the scribe line (see Figures 14a and 14b). Example 10 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 1.71g/Zn ( H2PO4 ) 2 17.69g/Ni( H2PO4 ) 22.75g / H3PO40.11g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 24.0 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.8 points and thus a total acid to free acid ratio of 30. In a bath with this composition, dissolved nickel accounts for 91.4 mole percent of the dissolved divalent cations. Two types of steel panels Q and F4 described in Example 1
A spray wash and a spray rinse were carried out as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. Then 20℃
Spray rinse the panel with deionized water, then
It was dried in an oven at 82°C for 5 minutes. As in Example 1, the phosphate treated panels were not post treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
Uniform bluish-gray appearance and 0.62g/m 2 (58mg/ft 2 )
It had a coating amount of Chemical analysis showed that for both the Q and F4 steels, the nickel content of the phosphate coating was equal to 21.0% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 22.8 mol% Ni. A scanning electron micrograph of this coating taken at 1500x is shown in Figure 12. This structure is similar to that shown in FIGS. 10 and 11. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray painted with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the coating after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was again carried out exactly as detailed in Example 1, with undercutting of the paint 3 mm from the scribe line still being considered a failure. As in Examples 8 and 9, the salt spray test on both test panels (Q and F4) was discontinued after 480 hours, and there was essentially no undercut from the scribe line. (Figures 14c and 14d
(see figure). Example 11 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 1.55g/Zn ( H2PO4 ) 2 18.04g/Ni( H2PO4 ) 22.89g / H3PO40.12g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 24.4 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a concentration of free acid of 0.5 points and thus a total acid to free acid ratio of 49. In a bath with this composition, dissolved nickel accounts for 92.3 mole percent of the dissolved divalent cations. The two steel panels Q and F4 described in Example 1 were spray cleaned and spray rinsed as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. The panels were then spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. Example 1
As in, no post treatment with an inhibitor rinse was performed on the phosphate treated panels. Steel panels coated with phosphate using this method are
Uniform bluish-gray appearance and 0.52g/m 2 (48mg/ft 2 )
It had a coating amount of It was found by chemical analysis that the nickel content of the phosphate coating for both the Q and F4 steels was equal to 24.8% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 26.9 mol% Ni. A scanning electron micrograph of this coating taken at 1500x is shown in Figure 13. This organization is the 10th,
The structure is similar to that shown in Figures 11 and 12. Phosphate coated steel panels Q and F4 were spray painted with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the coating after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was again carried out as detailed in Example 1, and undercutting of the paint 3 mm from the scribe line was again considered a failure. As in Examples 8, 9 and 10, the salt spray test on both test panels (Q and F4) was discontinued after 480 hours, and there was essentially no undercut from the scribe line. (Figures 14e and 14f
(see figure). Example 12 A phosphating bath solution was prepared having the following composition: 0.63g/Zn ( H2PO4 ) 2 12.22g/Ni( H2PO4 ) 21.10g / H3PO40.11g / NaNO2 . The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 14.8 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.8 points, thus a total acid to free acid ratio of 18. In a bath with this composition, dissolved nickel accounts for 95.2 mole percent of the dissolved divalent cations. The two steel panels Q and F4 described in Example 1 were spray cleaned and spray rinsed as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. then 20
The panels were spray rinsed using deionized water at 0.degree. C. and dried in an oven at 82.degree. C. for 5 minutes. As in Example 1, the phosphate treated panels were not post treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
It has a very uneven, streaked or spotted appearance;
The color ranged from light gray to black. Application amount is 0.28
It varied between ~0.70 g/m 2 (26 and 65 mg/ft 2 ). Chemical analysis of steel panel Q revealed that the content of the phosphate coating was equal to 41.3% by weight of the total nickel and zinc content of the coating. This corresponds to 43.9 mol% Ni. The coating also had a high iron content, which is undesirable. A scanning electron micrograph of this phosphate coating taken at 1500x is shown in Figure 15. This texture is similar to that observed for coatings with nickel contents in the range of 13-25% by weight, but with a visible non-uniform appearance, non-uniform coverage, and porosity. Due to the high corrosion resistance, it was deemed insufficient for commercial use and therefore no painted test panels were prepared for corrosion testing. Looking through Examples 1 to 12, ensuring excellent salt spray corrosion resistance for commercial sheet steel that may be contaminated with carbon, such as automotive sheet steel, which is subsequently applied with paint. It is clear that there is a very narrow, sharply differentiated range of nickel content to be applied to the nickel/zinc phosphate conversion coating. As shown through Examples 1-12, this nickel content range, characterized by a phosphate coating with a microstructure distinctly different from that of common commercial zinc phosphates, ranges from 14 mol % to 26 mol %. % of nickel, which is approximately 83.5% of the nickel dissolved in the phosphate bath.
It corresponds to 93.0 mol%. It is possible to vary these limits slightly depending on the ratio of total acid to free acid. For simplicity purposes, examples from Example 1
Up to 12, two types of steel were used, one with low surface carbon contamination and one with moderate surface carbon contamination, with a phosphate coating and one type of paint, namely epoxy ester. - Only the case where a primer based on melamine resin was applied by spray painting was described. In addition to many of the phosphates described in Examples 1 to 12, other compositions not included in these examples were used on various other substrates, such as various steels with different degrees of surface carbon contamination, hot-dip galvanized It should be understood that the same applies to steel and aluminum. Furthermore, in addition to the spray primer coatings described in Examples 1-12, salt spray corrosion on phosphate-treated test panels of these substrates was also observed after similar commercial cathodic electrodeposition primer coatings. I also took an exam. In these cases, again, excellent salt spray performance was reliably observed only when the nickel content in the phosphate bath was within the range of about 84-94 mole percent of dissolved divalent cations. The following additional examples are intended to illustrate the advantages obtained on substrates other than steel, specifically on the zinc surface of hot-dip galvanized steel; by the formation of a phosphate conversion coating with a nickel content within narrow limits established for Example 13 For a phosphating bath with the following composition: 1.42g/ Zn(H 2 PO 4 ) 2 13.02g/ Ni(H 2 PO 4 ) 2 2.05g/ H 3 PO 4 0.47g/ NaF 0.08g/ NaNO 2 A solution was prepared. The total acid concentration of this bath at the time of formulation was 18.1 points. The acidity of the bath was then adjusted by adding NaOH to give a free acid concentration of 0.7 points and thus a total acid to free acid ratio of 26. In a bath with this composition, dissolved nickel accounts for 90.7 mole percent of the dissolved divalent cations. Two types of steel panels Q and F4 described in Example 1,
The hot dip galvanized steel panels were then spray cleaned and spray rinsed as detailed in Example 1. After the rinsing step, the panels were spray phosphated for 2 minutes using the phosphate bath described above heated to 60°C. The panels were then spray rinsed with deionized water at 20°C and dried in an oven at 82°C for 5 minutes. As in Example 1, the phosphate treated panels were not post-treated with an inhibitor rinse. Steel panels coated with phosphate using this method are
Uniform bluish-gray appearance and 0.92g/m 2 (85mg/ft 2 )
It had a coating amount of . A gray-black coating was produced on the hot-dip galvanized steel panel with a coverage of 1.67 g/m 2 (155 mg/ft 2 ). Chemical analysis of the phosphate coatings on both steel plates showed that the nickel content was equal to 16.2% by weight of the total nickel and zinc content of the coatings. This corresponds to 17.7 mol% Ni. Phosphate coated steel panels Q and F4 and phosphate coated hot dip galvanized steel panels were spray coated with an epoxy ester-melamine resin based primer. As in Example 1, the thickness of the coating after baking was approximately 23 μm. The salt spray test was again carried out as detailed in Example 1, and undercutting of the paint 3 mm from the scribe line was again considered a failure. As in Examples 8, 9, 10 and 11, the salt spray test on both test steel panels (Q and F4) was discontinued after 480 hours, but undercut from the scribe line was essentially zero. Ta. After the exam starts
Although undercutting was observed in the hot-dip galvanized steel panels at 360 hours, the performance compared to that expected to be representative of commercial zinc phosphate.
Considerable improvement was observed. Figure 16 shows the 360 hour and 480 hour salt spray performance (Figures 16a and 16b) of hot-dip galvanized steel containing 17.7 mole % nickel in the phosphate coating, including 3.5 mole % nickel. Commercial zinc phosphate (Figures 16c and 1)
This shows that this is an improvement compared to Figure 6d). High nickel phosphates exhibit significant advantages in the degree of salt spray undercutting of the coating as well as in the development of undercutting over time. 5th, 6th, 7th, 8th, 10th, 11th, 12th and 13th
In another experiment to confirm the observed textural changes in the phosphate coating shown in the figure, attenuated total reflectance
Phosphate coatings representative of various levels of nickel in the phosphate treatment bath were examined by infrared analysis using a phosphate treatment bath technique. The experimental results summarized as a series of absorbance spectra are shown in Figures 17a-17f. FIG. 17a is a typical spectrum for commercial zinc phosphate corresponding to Example 1. In this spectrum, there is only a gradual change as the nickel concentration of the phosphate bath increases from 33.3 mole % corresponding to Example 1 to 82.6 mole % corresponding to Example 6.
However, as shown in Figure 17d, Example 8
At the same time as reaching a level of 85.0 mol% corresponding to
Gradual changes occur, supporting the tissue changes shown in the scanning electron micrograph of FIG. As shown in Figures 17e and 17f, corresponding to Examples 9 and 11, respectively, as the % nickel in the phosphate bath increases, the spectral changes become more pronounced. [Table] [Table] [Table] Examples 14 to 44 Examples using other metals as the first divalent metal are shown in the following tables. [Table] [Table] [Table] [Table] [Table]

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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985003089A1 (en) * 1984-01-06 1985-07-18 Ford Motor Company Alkaline resistance phosphate conversion coatings
GB8527833D0 (en) * 1985-11-12 1985-12-18 Pyrene Chemicals Services Ltd Phosphate coating of metals
US4793867A (en) * 1986-09-26 1988-12-27 Chemfil Corporation Phosphate coating composition and method of applying a zinc-nickel phosphate coating
US5238506A (en) * 1986-09-26 1993-08-24 Chemfil Corporation Phosphate coating composition and method of applying a zinc-nickel-manganese phosphate coating
JPH0364485A (en) * 1989-08-01 1991-03-19 Nippon Paint Co Ltd Surface treating agent and treating bath for aluminum or aluminum alloy
US5328526A (en) * 1992-04-03 1994-07-12 Nippon Paint Co., Ltd. Method for zinc-phosphating metal surface

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2121574A (en) * 1936-11-30 1938-06-21 American Chem Paint Co Art of coating zinc
US2554139A (en) * 1947-04-25 1951-05-22 Walterisation Company Ltd Production of phosphate coatings on metal surfaces
US2813812A (en) * 1952-06-24 1957-11-19 Parker Rust Proof Co Method for coating iron or zinc with phosphate composition and aqueous solution therefor
US2790740A (en) * 1955-03-21 1957-04-30 Oakite Prod Inc Phosphate coating composition and method of coating metal therewith
FR1451329A (en) * 1964-06-29 1966-01-07 Parker Ste Continentale Advanced process for coating metal surfaces
US3372064A (en) * 1967-01-06 1968-03-05 Lubrizol Corp Method for producing black coatings on metal surfaces
US3597283A (en) * 1969-10-08 1971-08-03 Lubrizol Corp Phosphating solutions for use on ferrous metal and zinc surfaces
DE2100021A1 (en) * 1971-01-02 1972-09-07 Collardin Gmbh Gerhard Process for applying phosphate layers to steel, iron and zinc surfaces

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