JPH0586484A - 被覆層形成水性組成物 - Google Patents

被覆層形成水性組成物

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JPH0586484A
JPH0586484A JP8232392A JP8232392A JPH0586484A JP H0586484 A JPH0586484 A JP H0586484A JP 8232392 A JP8232392 A JP 8232392A JP 8232392 A JP8232392 A JP 8232392A JP H0586484 A JPH0586484 A JP H0586484A
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JP
Japan
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coating layer
forming
substrate
aqueous composition
base body
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Application number
JP8232392A
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English (en)
Inventor
Toshimichi Suzuki
敏道 鈴木
Akira Kawamoto
昌 川本
Takeo Oki
猛雄 沖
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Yuken Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Yuken Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体表面に被覆層を形成することにより、基
体の耐食性・硬度・耐熱性等の諸物性を増大させるに際
して、基体が材料・形状・大きさ等において制限を受け
ずに、且つ、特別な装置を必要とせず、簡便にそれらの
諸物性の大幅な増大を可能とする被覆層形成水性組成物
を提供すること。 【構成】 金属質材料または非金属質材料からなる基体
表面に被膜層を形成する水性組成物において、三酸化ク
ロム及びリン酸二水素金属塩を必須配合成分とし、両者
の配合比を、前者/後者(重量比)=9/1〜4/6と
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属質材料またはセラ
ミック等の非金属質材料からなる基体表面に被覆層を形
成する水性組成物に関し、特に、基体表面の耐食性・硬
度・耐熱性等を増大させるのに好適な被覆層形成水性組
成物及び被覆層形成方法に関する。
【0002】ここで、金属質材料には、鉄及び鉄合金
(鋼等)、銅及び銅合金、アルミニウム及びアルミニウ
ム合金、等の単独金属材料ばかりでなく、これら金属質
材料の上にさらに金属被覆層が形成されたの複合金属材
料も含まれる。
【0003】基体の適用製品としては、光学機器類、電
気機器類、輸送機器、建材等を挙げることができる。
【0004】
【従来の技術】上記のような基体において、耐食性・硬
度・耐熱性等の物性を増大させる方法としては、めっ
き、塗装、琺瑯、溶射・ドライコーティング、等
の方法で基体表面に被膜を形成して対応していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記各方法の
場合、下記のような各問題点があった。
【0006】めっき…電気分解によって金属を還元析
出させるため、処理物(基体)に通電のための電極を取
付けなければならす、多くの工数を要した。基体がセラ
ミックのような不良導体の場合、前処理として導電処理
が必要となり、さらに工数が増大した。
【0007】塗装…相対的に簡単な処理で良好な被覆
層を形成することができるが、その被覆層が有機高分子
化合物を主体とする樹脂材料からなるため、硬度及び耐
熱性の増大には限度があった。
【0008】琺瑯…無機化合物であるフリットを焼成
するために高温度(450〜700℃)で処理する必要
があり、基体材料が制限された。
【0009】溶射・ドライコーティング…それぞれ専
用の処理装置が必要で、コスト高となると共に、形状及
び大きさに制限を受けた。
【0010】本発明の目的は、上記にかんがみて、基体
表面に被覆層を形成することにより、基体の耐食性・硬
度・耐熱性等の諸物性を増大させるに際して、基体が材
料・形状・大きさ等において制限を受けずに、且つ、特
別な装置を必要とせず、簡便にそれらの諸物性の大幅な
増大を可能とする被覆層形成水性組成物及び被覆層形成
方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を下
記構成により、解決するものである。
【0012】(1) 本発明の組成物は、金属質材料または
非金属質材料からなる基体表面に被覆層を形成する組成
物において、三酸化クロム及びリン酸二水素金属塩を必
須配合成分とし、両者の配合比を、前者/後者(重量
比)=9/1〜4/6とすることを特徴とする。
【0013】(2) 本発明の方法は、金属質材料または非
金属質材料からなる基体表面に、本発明の上記組成物を
塗布被覆し、基体の熱劣化を促進させない温度で、前記
被覆層を加熱硬化させることを特徴とする。
【0014】
【手段の詳細な説明】以下、本発明の各手段について、
詳細に説明する。なお、配合単位は、特に断らない限り
重量単位である。
【0015】A.本発明の水性組成物について説明をす
る。
【0016】この水性組成物は、三酸化クロム及びリン
酸二水素金属塩(第一リン酸金属塩)を必須配合成分と
し、両者の配合比を前者/後者=9/1〜4/6(望ま
しくは7/1〜1/1)とすることを特徴とする。
【0017】リン酸二水素金属塩の比率が過少である
と、防錆性向上の作用を奏しがたく、リン酸二水素金属
塩の比率が過多であると、硬化皮膜の耐水性が劣化す
る。
【0018】また、必須配合成分の配合量(三酸化クロ
ムとリン酸二水素金属塩の合計量)で、10〜70%
(望ましくは40〜60%)とする。10%未満では、
所定の被覆層厚(通常、0.1 μm)を得がたく、70%
を越えると両成分の飽和溶解度を越え沈殿が発生し易く
なる。
【0019】上記リン酸二水素金属塩の金属としては、
カルシウム・アルミニウム・マグネシウム・亜鉛等を挙
げることができる。なお、リン酸二水素塩の一部を、リ
ン酸一水素金属塩・リン酸正金属塩に置換してもよい
(水溶性の場合は約1/2以下、難溶性の場合は約1/
9以下)。
【0020】また、三酸化クロムの一部を、クロム酸塩
・重クロム酸金属塩(カリウム・ナトリウム・マグネシ
ウム・亜鉛等の)または、三酸化二クロムと置換しても
よい(水溶性の場合は約1/2以下、難溶性の場合は約
1/9以下)。
【0021】また、他の配合成分として、一価・二価の
アルコール類及び界面活性剤を、通常使用する。
【0022】アルコール類は、クロム酸を還元重合させ
る作用を奏すると推定され、具体的には、エチルアルコ
ール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコー
ル、セロソルブ(以上一価)、エチレングリコール、プ
ロパンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレン
グリコール(分子量200〜600)等を使用可能であ
る。これらの内で、エチルアルコール、エチレングリコ
ール等が、クロム酸との共存安定性に優れ、且つ、反応
性が高いために特に好ましい。アルコール類の配合量
は、必須配合成分の種類及び配合量により異なるが、通
常、1〜10%とする。
【0023】界面活性剤は、被覆層のレベリング性を高
める作用を奏し、好ましくは、フッ素系界面活性剤を使
用する。その配合量は、通常、0.01〜0.1 %とする。フ
ッ素系界面活性剤以外では、クロム酸との共存状態が不
安定で変質のおそれがある。
【0024】B.次に、上記水性組成物を使用しての本
発明の被覆層形成方法を説明する。
【0025】(1) 基体としては、前述の金属質材料また
は非金属質材料からなるものを使用できる。
【0026】(2) そして、基体表面は、被覆層を形成の
塗布工程に先立ち、通常、清浄化処理しておく。清浄化
処理方法としては、ハロゲン化炭化水素類による有機洗
浄、アルカリによる水性洗浄、を挙げることができる。
また、基体によっては、ショットブラスト等の物理洗浄
であってもよい。
【0027】(3) 上記水性組成物を、清浄化された基体
表面に塗布し、加熱硬化させて、被覆層(クロム酸系皮
膜)を形成する。
【0028】塗布方法は、特に限定されないが、浸漬含
浸法またはスプレー法により行なう。また、必要によ
り、重ね塗りしてもよい。
【0029】塗布量は、被覆層の厚み(加熱硬化後)
で、0.05〜10μm(望ましくは 0.1〜5μm)となる
ような量とする。0.05μm以下では耐熱性・硬度・耐食
性等に対する効果が十分に得られず、10μm以上では
皮膜の内部応力の蓄積による膜質の低下及び着膜のため
の時間を要し、膜の均一性に問題を生ずる。
【0030】加熱・硬化は、基体の熱劣化を促進させな
い温度で行なう。通常、100〜400℃×5〜120
min (望ましくは150〜300℃×7〜40min )と
する。加熱温度100℃未満では、耐水性が劣り、40
0℃を越えると皮膜にクラックの発生が増加、膜特性が
低下するおそれがあり、さらには、基体の熱劣化を促進
させおそれがある。
【0031】
【発明の作用・効果】本発明の被覆層形成水性組成物及
び被覆層形成方法は、基体表面に塗布して、被覆層を形
成するに際して、相対的に低い温度、即ち、基体の熱劣
化を促進させない温度で加熱処理しても、耐熱性・耐食
性及び表面硬度の大きな増大が期待できる。
【0032】その理由、特に金属の耐食性については、
下記の如くであると推定される。
【0033】本発明の組成物を加熱硬化させた被覆層
(クロム酸系皮膜)の基体(下地金属)に対する耐食性
向上作用は、生成する皮膜はガラス状で密着良く被覆
するため、金属の場合、空気及び水分との接触を断ち、
酸素の供給を遮蔽する、皮膜中には6価クロムが残存
しており加熱硬化によって微溶解性になっているため、
長時間に渡って経時的に6価クロムを金属表面に補給
し、6価クロムによる不働態化を促進させる、の各作用
が相乗して得られると考えられる。また、被覆層の硬度
上昇は、高硬度の三酸化ニクロムを分散したガラス質を
形成するためと考えられる。
【0034】なお、特公昭55−14833号公報にお
いて、クロム酸系被膜処理を多孔質基体に行なった技術
が開示されているが、当該技術においては、316℃以
上(実施例レベルでは、最大硬化温度:593〜815
℃)に加熱して、酸化クロムの熱還元反応を起こさせて
被覆層は実質的に結晶質であると推定されるのに対し、
本願発明においては、酸化クロムの熱還元反応がほとん
ど起こらず被覆層は実質的に非晶質と推定され、両者は
別異の技術である。
【0035】
【実施例】以下、本発明の効果を確認するために、比較
例とともに行なった実施例について説明をする。
【0036】(1) 実施例1〜18、及び、比較例1〜4
の各組成物の浴組成を表1〜4に示す。
【0037】(2) 実施例及び比較例の各組成物を使用し
て、種々の基体に下記のようにして被覆層を形成した。
【0038】(a) 応用例1…リン酸亜鉛被膜を加勢処理
したSPCC製自動車部品パネル(基体)の表面に、実
施例1の水性組成物を乾燥膜厚 0.5μmとなるように浸
漬塗布した。その後、5min セッティングし、100℃
で120min の条件で、塗膜を加熱硬化させた。
【0039】(b) 対照例1…応用例1におけるSPCC
製自動車部品パネル。
【0040】(c) 応用例2…基体としてアルミニウム押
出材( JIS H 3005 ) を使用し、公知のクロメート浴
(組成:Cr23 4g/L、Na2 Cr27 3.5
g/L、NaF 0.8 g/L、 pH 1.5 )を使用し
て、30℃×3min の条件で処理を施した以外は、応用
例1と同じ。
【0041】(d) 対照例2…応用例2におけるクロメー
ト処理をしたアルミニウム押出材。
【0042】(e) 応用例3−1〜3−9…亜鉛めっき
(5μm)後、有色クロメート処理をしたSPCCプレ
ス部品の表面に、それぞれ実施例2〜6及び実施例14
〜17の水性組成物を乾燥膜厚 0.5μmとなるように浸
漬塗布した。その後、5minセッティングし、100℃
で120min の条件で、塗膜を加熱硬化させた。
【0043】(f) 対照例3−1…応用例3におけるSP
CCプレス部品。
【0044】(g) 対照例3−2〜3−5…水性組成物と
して、それぞれ比較例1〜4を使用した以外は、応用例
3−1と同じ。
【0045】(g) 応用例4−1〜4−5…基体として耐
摩耗性溶射部品(100μmアルミナ溶射高速度鋼)を
使用し、水性組成物として、それぞれ実施例1・7〜1
0を使用し、さらに、塗膜の加熱条件を250℃×10
minとした以外は、応用例1と同じ。
【0046】(h) 対照例4…応用例4における耐摩耗性
溶射部品。
【0047】(i) 応用例5−1〜5−4…アルミダイキ
ャスト部品の表面に、実施例18・11〜13の水性組
成物を10-2トルの減圧状態で含浸させた後、150℃
で30min の条件で、塗膜を加熱硬化させた。
【0048】(j) 対照例6…応用例5のアルミダイキャ
スト部品。
【0049】(3) 上記応用例・対照例の各部品につい
て、下記項目の試験を行なった。表5に示す試験結果か
ら、本発明の実施例の組成物で処理した部品(応用例)
は、いずれも、非処理品、クロメート処理品、ないしは
比較例の水性組成物で処理した部品(対照例)に比し
て、格段に耐食性及び/又は表面硬度が向上しているこ
とが判る。
【0050】塩水噴霧試験…表3に示す条件で耐熱試
験後、 JIS Z 2371 に準じて行なった。
【0051】表面硬度…マイクロビッカース硬度計に
て、 JIS Z 2251 に準じて行なった。
【0052】
【表1】
【0053】
【表2】
【0054】
【表3】
【0055】
【表4】
【0056】
【表5】
【0057】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属質材料または非金属質材料からなる
    基体表面に被覆層を形成する水性組成物において、 三酸化クロム及びリン酸二水素金属塩を必須配合成分と
    し、両者の配合比を、前者/後者(重量比)=9/1〜
    4/6とすることを特徴とする被覆層形成水性組成物。
  2. 【請求項2】 金属質材料または非金属質材料からなる
    基体表面に被覆層を形成する方法において、 請求項1に記載の被覆層形成水性組成物を前記基体表面
    に塗布後、前記基体の熱劣化を促進させない温度で、前
    記被覆層を加熱硬化させることを特徴とする被覆層形成
    方法。
  3. 【請求項3】 前記加熱処理条件が100〜400℃×
    5〜120min であることをことを特徴とする請求項3
    に記載の被覆層形成方法。
JP8232392A 1991-04-15 1992-04-03 被覆層形成水性組成物 Pending JPH0586484A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8232392A JPH0586484A (ja) 1991-04-15 1992-04-03 被覆層形成水性組成物

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17628391 1991-04-15
JP3-176283 1991-04-15
JP8232392A JPH0586484A (ja) 1991-04-15 1992-04-03 被覆層形成水性組成物

Publications (1)

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JPH0586484A true JPH0586484A (ja) 1993-04-06

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ID=26423350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8232392A Pending JPH0586484A (ja) 1991-04-15 1992-04-03 被覆層形成水性組成物

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JP (1) JPH0586484A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6098287A (en) * 1997-06-06 2000-08-08 Thk Co., Ltd. Method for manufacturing a ball joint

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6098287A (en) * 1997-06-06 2000-08-08 Thk Co., Ltd. Method for manufacturing a ball joint

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991109