JPH11335865A - 金属の保護皮膜形成用処理剤と形成方法 - Google Patents

金属の保護皮膜形成用処理剤と形成方法

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JPH11335865A
JPH11335865A JP13971498A JP13971498A JPH11335865A JP H11335865 A JPH11335865 A JP H11335865A JP 13971498 A JP13971498 A JP 13971498A JP 13971498 A JP13971498 A JP 13971498A JP H11335865 A JPH11335865 A JP H11335865A
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acid
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秀郎 諏佐
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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
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/10Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium

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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
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  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、亜鉛、ニッケル、銅、銀、鉄、カ
ドミニウム、アルミニウム、マグネシウム及びこれらの
合金表面に保護皮膜を形成させるに当たり、有害な六価
クロムを用いず、腐食性の強いフッ素化合物を必須成分
とせず、均一で良好な外観と耐食性並びに塗装下地とし
て優れた性能を兼ね備えた皮膜を生成させる。 【解決手段】 金属の表面を水性酸性液状組成物による
層で被覆する工程及び前記水性酸性液状組成物層を濯ぎ
を行わず乾燥する工程からなる金属の保護皮膜形成方法
であって、前記水性酸性液状組成物が、A)Mo、W、
V、Nb、Ta、Ti、Zr、Ce、Sr及び三価のク
ロムから成る群から選択される少なくとも一つの供給
源、B)酸化性物質の供給源、並びにC)リンの酸素
酸、酸素酸塩又はこれらの無水物を含有する金属の保護
皮膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は広く亜鉛、ニッケ
ル、銅、銀、鉄、カドミニウム、アルミニウム、マグネ
シウム及びこれらの合金ならびにこれらのめっきを施し
た金属材料に関する。特にこれらの金属に亜鉛または亜
鉛合金で表面を被覆した金属材料に関する。より特には
亜鉛または亜鉛合金で表面を被覆した鉄系材料に関す
る。
【0002】
【従来の技術】亜鉛による鉄系材料の犠牲防食は最も効
果的で経済的であるため、多くの鉄系材料は種々の方法
により亜鉛または亜鉛合金により被覆をされており、建
材、自動車、家電などの広い分野で利用されている。亜
鉛による犠牲防食は、亜鉛及び鉄が接触した状況下で電
池が形成され、卑な金属である亜鉛が陽極となり溶解す
ることにより鉄の溶解を抑制するものである。よって、
犠牲防食効果は、亜鉛の消失と同時に終了するため、効
果の持続には亜鉛層の溶解の抑制が必要である。亜鉛層
の溶解抑制を行わない場合、亜鉛めっきされた鉄系材料
・部品は、亜鉛の錆である白錆がすぐに発生してしま
う。亜鉛めっきに通常施される亜鉛層の保護方法として
リン酸塩皮膜処理とクロメ−ト皮膜処理があり、クロメ
−ト皮膜処理はさらに電解クロメ−ト処理、塗布型クロ
メ−ト処理、反応型クロメ−ト処理の3種類に分類され
る。クロメート処理は亜鉛に限らずアルミニウムやカド
ミニウム、マグネシウムなどにも施される。
【0003】リン酸塩皮膜処理は特開平3−10746
9に示されるように40〜50℃あるいは75℃付近ま
で加温された皮膜形成成分である亜鉛イオンとリン酸イ
オンならびにエッチング剤あるいは皮膜緻密化剤として
のフッ素イオンあるいは錯フッ化物イオンを必須成分と
する処理液に浸漬し皮膜生成後、水洗した後乾燥を行う
処理である。この方法で得られた皮膜の表面形態は燐酸
亜鉛の針状結晶が折り重なるように生成された凹凸に激
しい物であり、この表面形態が、この皮膜の目的である
塗装の密着性の向上あるいは、塗装後の耐食性向上に寄
与している。しかしながらこの皮膜は未塗装時防錆力
(耐食性)が著しく不足している上、処理外観は無光沢
の灰色〜灰白色で装飾性に乏しく、単独での使用は美観
上好ましくないため、加工品などの部分塗装品や塗装を
施さない品物には適さない欠点がある。リン酸塩皮膜は
このままでは、塗装密着性に乏しく、ブリスターと呼ば
れる不良が発生し、耐食性も不十分であるため化成後シ
ーリングと呼ばれる後処理を行なわなければならない
が、この後処理剤の主成分はクロム酸(六価クロム)で
あり、リン酸塩皮膜も六価クロムの問題から逃れられな
い。また、リン酸塩皮膜は、フッ素イオンあるいは錯フ
ッ化物イオンを含有しないと皮膜生成しないためこれら
の物質が必須成分であるがこれらの物質は腐食性が強
く、排出規制物質でもある。さらに処理温度が高く、加
温のための設備やコストがかかる欠点を持っている。
【0004】一方クロメ−ト皮膜はリン酸塩皮膜より未
塗装でも耐食性に優れているが、クロメ−ト処理はいず
れも有害な六価クロムを使用するため処理液のみなら
ず、処理品から溶出する六価クロムが人体や環境へ悪影
響があるとして近年、大きな問題となっている。これは
クロメート皮膜が皮膜中の六価クロムにより、耐食性を
発揮する皮膜である以上、如何ともしがたい問題であ
る。このほかの問題として電解クロメ−ト処理は、電解
によりクロメ−ト皮膜を化成するため、常に付き回りの
問題が付いて回り、均一な皮膜化成が難しく、電流密度
による品質(性能)のバラツキが生じる可能性がある。
また電解中に発生するクロム酸ミストは他の方法より深
刻な公害問題と成りうる。塗布型クロメ−ト処理はクロ
ム酸を主成分とする酸性水溶液を金属表面に塗布した
後、水洗せずに加熱乾燥する方法である。塗布型である
ため電解クロメ−トと同様に複雑な形状に不向きであ
り、均一な厚みでの塗布を行うには対象物の制限を受け
るが鋼板などへの適用へは支障がない。これに対し反応
型クロメ−トは外観の均一性や複雑な形状の品物への適
用性に優れており、安定した耐食性が得られ塗装下地だ
けでなく単独で使用される場合が多いが、六価クロムの
公害上の課題を残している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、亜
鉛、ニッケル、銅、銀、鉄、カドミニウム、アルミニウ
ム、マグネシウム及びこれらの合金表面に保護皮膜を形
成させるに当たり、有害な六価クロムを用いず、腐食性
の強いフッ素化合物を必須成分とせず、均一で良好な外
観と耐食性並びに塗装下地として優れた性能を兼ね備え
た皮膜を生成させることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らが鋭意研究し
た結果、特定の金属を主成分の一つとした水性酸性液状
組成物を用いた方法により従来技術における問題を解決
する事を見いだした。すなわち、Mo、W、V、Nb、
Ta、Ti、Zr、Ce、Sr、三価のクロムの1種以
上の供給源とリンの酸素酸、酸素酸塩あるいはこれらの
無水物と酸化性物質の供給源を含有する水性酸性液状組
成物または、0.01〜150g/Lの三価のクロムイ
オンと0.01〜100g/Lの塩素、フッ素、硫酸イ
オン、酢酸イオンを含有する水性酸性液状組成物また
は、0.01〜150g/Lの鉄、コバルト、ニッケ
ル、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムと有機酸
又は無機酸の一種以上と任意成分としてフッ素を含有す
る水性酸性液状組成物の層で被覆する工程と、水性酸性
液状組成物層を濯ぎを行わずそのまま乾燥する工程とか
らなる方法により、六価クロムを用いずに美しい光沢の
ある外観と優れた耐食性、優れた塗装下地性を有する皮
膜が生成可能であることを見い出した。また、皮膜形成
後更に、ケイ素化合物含有水溶液、樹脂及び/又は無機
コロイドまたはpHが7.5以上の水溶液に接触させる
事により、更に耐食性が向上した保護皮膜が得られるこ
とが判明した。種々の方法で皮膜形成後、更に有機また
は無機およびこれらの複合防錆皮膜をオーバーコートす
る事により本発明の金属保護方法は非常にレベルの高い
金属保護方法となる。また、本発明により得られた皮膜
は、耐熱耐食性に優れており、従来のクロメ−ト皮膜の
欠点であった加熱処理による耐食性の低下問題を解決す
る物であることが判明した。これらの他に浸漬でこの処
理を行う場合に限らず塗布による場合も従来の処理設備
をそのまま使用できる経済的メリットもこの方法の特徴
でもある。
【0007】本発明の詳細を述べると次の通りである。
本発明の水性酸性液状組成物は、1)Mo、W、V、N
b、Ta、Ti、Zr、Ce、Sr、三価のクロムの金
属カチオン、これらのオキシ金属アニオンなどの供給源
とリンの酸素酸、酸素酸塩あるいはこれらの無水物塩と
酸化性物質の供給源を含有する組成物、2)0.01〜
150g/Lの三価のクロムイオンと0.01〜100
g/Lの塩素、フッ素、硫酸イオン、酢酸イオン、蟻酸
イオン、琥珀酸イオン、グリコール酸イオンから選ばれ
る1種以上を含有する組成物、3)0.01〜150g
/Lの鉄、コバルト、ニッケル、マグネシウム、カルシ
ウム、アルミニウムから選ばれる一種以上と有機酸又は
無機酸の一種以上と任意成分としてフッ素を含有する組
成物がある。
【0008】1)の組成物に於ける各成分の正確な挙動
は不明であるがモリブデン酸イオン、タングステン酸イ
オン、バナジン酸イオン、ニオブ酸イオン、タンタル酸
イオン、三価のクロムイオンなどの各種金属供給源とリ
ンの酸素酸、酸素酸塩あるいはこれらの無水物は皮膜の
骨格をなす成分と推定され、酸化性物質はリン酸の酸素
酸、酸素酸塩、これらの無水物の溶液中での電離を抑制
し溶液の安定性を確保すると共に、亜鉛表面を適度にエ
ッチングし、スム−ズな皮膜生成に寄与していると推測
する。モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、バ
ナジン酸イオン、ニオブ酸イオン、タンタル酸イオン、
三価のクロムイオンのなどの金属供給源の総量は0.2
〜300g/Lで0.5〜80g/Lが好ましい。これ
より少ないと良好な皮膜生成が行われ難く、皮膜が生成
しなかったり、皮膜が薄く要求する機能が得られなかっ
たりする。また、これより多量な場合、皮膜外観・光沢
が低下したり、耐食性及び/または塗装密着性(塗装下
地性)が低下したりする。加えるならば汲み出しによる
経済的損失も大きくなり適当でない。これらの供給源と
してバナジン酸アンモン、タングステン酸ソ−ダ、酢酸
クロム、硝酸クロムなどが挙げられ、特に供給源を制限
する物ではない。
【0009】リンの酸素酸、酸素酸塩あるいはこれらの
無水物は0.2〜300g/L好ましくは3〜90g/
Lを含有する必要がある。これより少ないと良好な皮膜
生成が行われ難く、皮膜が生成しなかったり、皮膜が薄
く要求する機能が得られなかったりする。また、これよ
り多量な場合、皮膜外観・光沢が低下したり、耐食性及
び/または塗装密着性(塗装下地性)が低下したりす
る。加えるならば汲み出しによる経済的損失も大きくな
り適当でない。
【0010】リンの酸素酸として正リン酸はもとよりジ
亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、
過リン酸などが使用できる。酸化性物質として過酸化
物、塩素酸、臭素酸、硝酸、ペルオクソ酸等が使用可能
であるが、これらの金属塩を使用すれば金属と酸化性物
質が同時に供給可能である。これらを0.2〜400g
/L好ましくは2〜100g/L含有する。これより少
量では液の安定性が低下したり、皮膜化成速度が不安定
になり、多量では耐食性及び/または塗装密着性(塗装
下地性)が低下したりする。加えるならば汲み出しによ
る経済的損失も大きくなり適当でない。また、いずれの
場合も皮膜化成しない場合がある。pHは0.1〜6.
5好ましくは1.0〜4.0が望ましい。これより低い
と均一な皮膜化成が難しくなり、高いとやや耐食性が低
下する傾向がある。pHの調整に用いる薬品は、高い場
合は硝酸、硫酸などの酸を、低い場合はアンモニア、水
酸化ナトリウムなどのアルカリを添加すれば良く添加薬
品を制限する物ではない。これらの組成物の中でより良
好な性能を示す組成物の組合せは0.01〜100g/
Lの三価のクロムイオンと0.01〜100g/Lの硝
酸イオンと0.1〜200g/Lのリン酸イオンを含有
する組合せの組成物である。
【0011】皮膜生成の処理条件に特に制限はなく、一
般的反応型クロメート処理を行う条件(液温20〜30
℃、処理時間20〜60秒、かく拌有り)や、処理時間
250秒、かく拌無しの条件でも処理可能であり、広い
条件幅を持っている。また、ロールコーターなどによる
塗布式の製膜方法にも対応可能である。電解で皮膜生成
する場合の条件は電流密度30A/dm2以下好ましく
は0.5〜3A/dm2、通電時間1〜1200秒、好
ましくは30〜180秒である。電流密度が低い場合も
皮膜は生成するが、本発明は電解しなくとも皮膜生成す
るため、電解による皮膜生成と反応による皮膜生成の判
別は難しく、電流密度の下限を規定できない。高い場合
は高電流密度部にヤケあるいはコゲと呼ばれる外観不良
が発生する。処理時間が短い場合は皮膜生成しないか、
生成しても厚みが不足しているため耐食性が劣る。長い
場合は時として無光沢の外観不良が発生する。また、過
剰の処理時間は生産性を極端に低下させる。
【0012】2)の組成物に於ける各成分の挙動は1)
に類似するものと推定され0.1〜150g/L好まし
くは0.5〜50g/Lの三価のクロムイオンは1)の
三価のクロムイオンと同様に機能し、0.1〜100g
/L好ましくは1〜10g/Lの塩素、フッ素、硫酸イ
オン、酢酸イオンなどは1)の酸化性物質ならびにリン
酸化合物の両方或いは片方の働きを行うものと推定され
る。三価のクロムの供給方法に特に指定はなく、塩化ク
ロム、酢酸クロムなどの塩で供給すれば三価クロム以外
の成分も供給できるため都合がよい。またこの組成物中
にケイ素化合物やリン酸、硝酸を加えることは耐食性を
向上し安定させるために有効であり、それぞれの量は1
〜200g/L程度が目安となる。この水性酸性液状組
成物による層の被覆方法は1)と同様である。
【0013】3)の組成物は0.01〜150g/Lの
鉄、コバルト、ニッケル、マグネシウム、カルシウム、
アルミニウムと有機酸又は無機酸の一種以上と任意成分
としてフッ素を含有する。酸としては塩酸、硫酸、硝
酸、過酸化水素、リン酸並びに蟻酸、酢酸、琥珀酸、ジ
グリコール酸などのカルボン酸などが好ましい。それぞ
れの濃度は0.01〜200g/L、好ましくは1〜4
0g/Lが適量であり、これより少量では皮膜生成がス
ムーズに行われず、ムラ、シミなどの化成不良が生じ
る。これより多量では経済的損失が大きいだけでなく、
過剰のエッチングによる化成不良などの問題も生じる。
またこの組成物中にケイ素化合物を加えることは外観、
耐食性の向上の為に有効であり、加える際の目安は0.
01〜100g/Lである。この水性酸性液状組成物に
よる層の被覆方法は、1)と同様浸漬、塗布いずれにお
いても可能である。
【0014】これらの組成物中にさらにアルカリ土類金
属、無機コロイド、シランカップリング剤、有機カルボ
ン酸の一種あるいは二種以上を含有させることが出来
る。無機コロイドとしてシリカゾル、アルミナゾル、チ
タンゾル、ジルコニヤゾルなどが、シランカップリング
剤としてビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシランなどが使用できる。アル
カリ土類金属が皮膜へ析出するとは考えにくいが添加に
より耐食性が向上することから、皮膜を緻密化させる効
果があると推定する。無機コロイド、シランカップリン
グ剤などはコストなどから必ずしも添加の必要性はない
が、本発明の処理後、塗装やコーティングを行う際、密
着性の向上などに働き結果として耐食性が向上する。
【0015】これらの水性酸性液状組成物による層で被
覆後、水性酸性液状組成物による層の濯ぎを行わずその
まま乾燥する方法により、六価クロムを用いずに美しい
光沢のある外観と優れた耐食性、優れた塗装下地性を有
する皮膜が生成可能であることを見い出した。また、皮
膜形成後更に、ケイ素化合物含有水溶液、樹脂及び/又
は無機コロイドまたはpHが7.5以上の水溶液に接触
させる事により、更に耐食性が向上した保護皮膜が得ら
れることが判明した。ケイ素化合物としては珪酸ナトリ
ウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム、珪酸アンモニウム
あるいは粒径500nm以下のコロイダルシリカなどが
挙げられ、粒径50nm以下のコロイダルシリカは安定
した性能を示す傾向がある。これらの適量は0.01〜
500g/L好ましくは10〜150g/Lである。
【0016】種々の方法で皮膜形成後、更に有機または
無機およびこれらの複合防錆皮膜をオーバーコートする
事により本発明の金属保護方法は非常にレベルの高い金
属保護方法となる。オーバーコートの方法は特に限定せ
ず、塗布塗装、浸漬塗装、静電塗装、電着塗装、粉体塗
装など種々の方法が可能であり、塗料も特に限定をせず
水系あるいは水系以外でも適用可能である。
【0017】本発明に規定する水性酸性液状組成物を用
いる方法により、有害な六価クロムや腐食性の強いフッ
化物を使用せず、従来のクロメートとほぼ同一処理設
備、処理条件、処理方法で亜鉛表面に不溶性の強固な皮
膜を生成することが可能である。これにより処理物から
の六価クロム溶出を心配する一般ユーザーのみならず、
従来クロム酸の有害性にさらされていたクロメート製造
者やクロメート処理業者の健康面での影響や野生動物へ
の影響に関する問題を解決することが可能となる。
【0018】本発明以前の技術してクロメート処理法と
リン酸塩処理法が公知であるが、いずれも有害な六価ク
ロムを使用するものである。また、クロムを用いない保
護皮膜形成技術として特開昭52−92836号、特開
昭57−145987号、特開平9−53192号など
があるが、これらの性能は低く耐食性や塗装下地性など
満足出来るものではない。また、処理温度が高く(40
〜60℃前後)設備の増加や、エネルギーコストの増加
が見込まれるものもあり本発明に及ばない。また、本発
明により得られた皮膜は、耐熱耐食性に優れており、従
来のクロメ−ト皮膜の欠点であった加熱処理による耐食
性の低下問題を解決することが判明した。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。試験
は試験片を脱脂、硝酸浸漬などの適当な前処理を行った
後、以下に示すそれぞれの処理を行った。評価は外観お
よび耐食性について行い、本発明の実施例の結果を表1
に比較例の結果を表2に示す。
【0020】実施例1 電気亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
硝酸クロム18g/L、75%リン酸18g/L、6
7.5%硝酸15g/Lを含みアンモニアでpH1.8
に調整した処理液に10秒間浸漬後、濯ぎ工程を行わず
に乾燥して試験片を作製した。外観を目視で評価し、耐
食性は144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 23
71)結果より評価した。
【0021】実施例2 電気亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
硝酸クロム16g/L、75%リン酸19g/L、6
7.5%硝酸14g/Lを含みアンモニアでpH1.7
に調整した処理液に11秒間浸漬後、濯ぎ工程を行わず
に乾燥した後、珪酸ソーダ30g/L、水酸化ナトリウ
ム15g/Lを含有した水溶液に15秒間浸漬し試験片
を作製した。試験片にさらに200℃、2時間の加熱処
理を行なった。外観を目視で評価し、耐食性は144時
間後の塩水噴霧試験(JIS Z2371)結果より評
価した。
【0022】実施例3 電気亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
タングステン酸アンモン5g/L、硝酸クロム12g/
L、75%リン酸25g/L、60%硝酸25g/Lを
含む水溶液をアンモニアでpH2.0に調整した処理液
に15秒間浸漬後、濯ぎ工程を行わず乾燥したのち、三
号珪酸ソーダ50g/Lと水酸化ナトリウム2g/Lを
含む水溶液に30秒間浸漬し、試験片を作製した。外観
を目視で評価し、耐食性は144時間後の塩水噴霧試験
(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0023】実施例4 溶融亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
モリブデン酸ソーダ15g/L、亜リン酸20g/L、
60%硝酸25g/Lを含む水溶液をアンモニアでpH
2.0に調整した処理液に20秒間浸漬し、濯ぎ工程を
行わず、乾燥した物を5G018(日本表面化学(株)
製)に浸漬し乾燥した。外観を目視で評価し、耐食性は
144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)
結果より評価した。
【0024】実施例5 電気亜鉛めっきした鉄板(50×100×1mm)をp
H1.0の硝酸クロム15g/L、バナジン酸アンモン
2g/L、次亜リン酸20g/L、60%硝酸18g/
Lを含む処理液に20秒間浸漬し、濯ぎ工程を行わず乾
燥した物を5G018(日本表面化学(株)製)に浸漬
し乾燥した物を試験片とした。外観を目視で評価し、耐
食性は144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 23
71)結果より評価した。
【0025】実施例6 亜鉛めっきした鉄板(50×100×1mm)をバナジ
ン酸アンモン10g/L、硝酸クロム20g/L、75
%リン酸20g/L、62.5%硝酸20g/L、コロ
イダルシリカ20g/Lを含む水溶液をアンモニアでp
H2.0に調整した処理液で電流密度1A/dm2、電
解時間2分間の陰極電解を行った後濯ぎ工程を行わず乾
燥しさらに5G018(日本表面化学(株)製)に浸漬
し、乾燥した物を試験片とした。外観を目視で評価し、
耐食性は144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2
371)結果より評価した。
【0026】実施例7 亜鉛めっきした鉄板(50×100×1mm)をモリブ
デン酸アンモン5g/L、硝酸クロム20g/L、亜リ
ン酸25g/L、62.5%硝酸20g/L、コロイダ
ルシリカ20g/Lを含む水溶液をアンモニアでpH
3.6に調整した処理液に2分間浸漬後、電流密度1A
/dm2、電解時間2分間の陰極電解を行い皮膜生成後
水洗し、乾燥せずに5G018(日本表面化学(株)
製)に浸漬しコーティング処理した物を試験片とした。
外観を目視で評価し、耐食性は144時間後の塩水噴霧
試験(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0027】実施例8 電気亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
硝酸クロム15g/L、75%リン酸15g/L、6
7.5%硝酸15g/Lを含みアンモニアでpH1.8
に調整した処理液に5秒間浸漬後、濯ぎ工程を行わずに
乾燥した後スカイハロートップコートF(日本特殊塗料
(株)製)を塗布したのち乾燥し試験片を作製した。外
観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテープはく
離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はスカイハロー
トップコートFの代わりにGX−235T(アクリルク
リヤー塗装:日本表面化学(株)製)に浸漬し乾燥して
作成した試験片を用いて144時間後の塩水噴霧試験
(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0028】実施例9 電気亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
塩化クロム12g/L、75%リン酸20g/L、6
7.5%硝酸10g/Lを含みアンモニアでpH1.8
に調整した処理液に7秒間浸漬後、濯ぎ工程を行わずに
乾燥した後シルビアU(日本特殊塗料(株)製)に浸漬
したのち乾燥し試験片を作製した。外観を目視で評価
し、塗装下地性は碁盤目セロテープはく離試験後の残存
面積にて評価し、耐食性はシルビアUの代わりにGX−
235T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学(株)
製)に浸漬し乾燥して作成した試験片を用いて144時
間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より
評価した。
【0029】実施例10 溶融亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
pH1.8の硫酸クロム10g/L、塩酸1.5g/
L、60%硫酸1g/Lを含む処理液に10秒間浸漬
し、濯ぎ工程を行わず乾燥した後、コロイダルシリカ1
20g/L、カ性カリ2g/L、カ性ソ−ダ5g/Lを
含む処理液に50℃−30秒浸漬して試験片を作製し
た。外観を目視で評価し、耐食性は144時間後の塩水
噴霧試験(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0030】実施例11 溶融亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
pH1.8の酢酸クロム10g/L、塩酸1.5g/
L、60%硫酸1g/L、リン酸1g/Lを含む処理液
に10秒間浸漬し、濯ぎ工程を行わず乾燥した後、シル
ビアU(日本特殊塗料(株)製)に浸漬したのち乾燥し
試験片を作製した。外観を目視で評価し、塗装下地性は
碁盤目セロテープはく離試験後の残存面積にて評価し、
耐食性はシルビアUの代わりにGX−235T(アクリ
ルクリヤー塗装:日本表面化学(株)製)に浸漬し乾燥
して作成した試験片を用いて144時間後の塩水噴霧試
験(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0031】実施例12 亜鉛−ニッケル合金めっきした鉄板(100×100×
1mm)を、塩化クロム4g/L、フッ化アンモニウム
6g/L、75%硫酸2g/Lを含む水溶液をアンモニ
アでpH2.0に調整した処理液に10秒間浸漬し濯ぎ
工程せずに乾燥した後皮膜生成後、シルビアU(日本特
殊塗料(株)製)を塗布したのち乾燥し試験片を作製し
た。外観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテー
プはく離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はシルビ
アUの代わりにGX−235T(アクリルクリヤー塗
装:日本表面化学(株)製)に浸漬し乾燥して作成した
試験片を用いて144時間後の塩水噴霧試験(JIS
Z 2371)結果より評価した。
【0032】実施例13 亜鉛−鉄合金めっきした鉄板(100×100×1m
m)をpH1.6の酢酸クロム6g/L、フッ酸1g/
L、リン酸5g/L、硫酸2g/Lを含む処理液に5秒
間浸漬し濯ぎ工程なしで乾燥後、スカイハロートップコ
ートF(日本特殊塗料(株)製)に浸漬したのち乾燥し
試験片を作製した。外観を目視で評価し、塗装下地性は
碁盤目セロテープはく離試験後の残存面積にて評価し、
耐食性はスカイハロートップコートFの代わりにGX−
235T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学(株)
製)に浸漬し乾燥して作成した試験片を用いて144時
間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より
評価した。
【0033】実施例14 電気亜鉛めっきした鉄板を硫酸アルミニウム7.5g/
L、リン酸10g/L、67.5%硝酸4.5g/Lを
含むpH3.0の水溶液に12秒間浸漬し濯ぎ工程を行
わず乾燥し試験片とした。外観を目視で評価し、耐食性
は144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 237
1)結果より評価した。
【0034】実施例15 亜鉛めっきした鉄板を硝酸アルミニウム8.5g/L、
三号珪酸ソーダ90g/L、62.5%硝酸5g/Lを
含むpH2.2の水溶液に10秒間浸漬し濯ぎ工程を行
わず乾燥し試験片とした。外観を目視で評価し、耐食性
は144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 237
1)結果より評価した。
【0035】実施例16 亜鉛めっきした鉄板を硫酸アルミニウム5g/L、リン
酸5g/L、塩酸2g/L、67.5%硝酸3g/Lを
含むpH2.8の水溶液に20秒間浸漬し濯ぎ工程を行
わず乾燥した後、スカイハロートップコートF(日本特
殊塗料(株)製)に浸漬したのち乾燥し試験片を作製し
た。外観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテー
プはく離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はスカイ
ハロートップコートFの代わりにGX−235T(アク
リルクリヤー塗装:日本表面化学(株)製)に浸漬し乾
燥して作成した試験片を用いて144時間後の塩水噴霧
試験(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0036】実施例17 亜鉛めっきした鉄板をpH3.0の硫酸アルミニウム1
5g/L、三号珪酸ソーダ17g/L、フッ酸5g/
L、リン酸2g/L、酢酸2g/L、67.5%硝酸5
g/Lを含む処理液に15秒間浸漬し、濯ぎ工程せずに
乾燥した後、珪酸カリウム80g/L、カ性カリ7g/
L、カタロイドSI−30(触媒化成(株)製)20g
/Lを含む処理液に30秒浸漬して試験片を作製した。
外観を目視で評価し、耐食性は144時間後の塩水噴霧
試験(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0037】実施例18 亜鉛−鉄合金めっきした鉄板に硝酸クロム5g/L、硝
酸2g/L、硫酸2g/Lを含むpH3.0に調整した
処理液を2秒間浸漬し濯ぎ工程を行わず乾燥した後、G
X−235T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学
(株)製)に浸漬し乾燥して試験片を作製した。外観を
目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテープはく離試
験後の残存面積にて評価し、耐食性は144時間後の塩
水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より評価し
た。
【0038】実施例19 溶融亜鉛めっきした鉄板に塩化クロム10g/L、硝酸
10g/L、リン酸15g/Lを含むpH2.3に調整
した処理液を塗布し濯ぎ工程を行わず乾燥した後、GX
−235T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学
(株)製)に浸漬し乾燥して試験片を作製した。外観を
目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテープはく離試
験後の残存面積にて評価し、耐食性は144時間後の塩
水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より評価し
た。
【0039】実施例20 亜鉛めっきした鉄板を硫酸鉄7g/L、リン酸12g/
L、塩酸1g/L、67.5%硝酸2g/Lを含むpH
2.7の水溶液に15秒間浸漬し濯ぎ工程を行わず乾燥
した後、スカイハロートップコートF(日本特殊塗料
(株)製)に浸漬したのち乾燥し試験片を作製した。外
観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテープはく
離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はスカイハロー
トップコートFの代わりにGX−235T(アクリルク
リヤー塗装:日本表面化学(株)製)に浸漬し乾燥して
作成した試験片を用いて144時間後の塩水噴霧試験
(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0040】実施例21 亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を硝酸
マグネシウム20g/L、硫酸1g/L、75%リン酸
20g/L、62.5%硝酸1g/Lを含む水溶液をア
ンモニアでpH2.1に調整した処理液で電流密度2A
/dm2、電解時間60秒の陰極電解を行った後、濯ぎ
工程を行わず乾燥した。外観を目視で評価し、耐食性は
144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)
結果より評価した。
【0041】実施例22 亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を硝酸
マグネシウム18g/L、硫酸1g/L、75%リン酸
15g/L、62.5%硝酸1g/Lを含む水溶液をア
ンモニアでpH1.7に調整した処理液で電流密度3A
/dm2、電解時間30秒の陰極電解を行った後、濯ぎ
工程を行わず乾燥し更に、スカイハロートップコートF
(日本特殊塗料(株)製)に浸漬したのち乾燥し試験片
を作製した。外観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目
セロテープはく離試験後の残存面積にて評価し、耐食性
はスカイハロートップコートFの代わりにGX−235
T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学(株)製)に
浸漬し乾燥して作成した試験片を用いて144時間後の
塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より評価し
た。
【0042】比較例1 表面に何の処理もしていない亜鉛めっきした鉄板(50
×100×1mm)を試験片とし、塩水噴霧試験(JI
S Z 2371)における白錆発生までの時間を調査
した。
【0043】比較例2 亜鉛めっきした鉄板(50×100×1mm)を市販の
3価クロメート処理液(アイディプZ−348:アイコ
ーケミカル(株))に1分間浸漬し皮膜生成後水洗し、
乾燥した物を試験片とした。外観を目視で評価し、耐食
性は塩水噴霧試験(JIS Z 2371)における白
錆発生までの時間を調査した。
【0044】比較例3 亜鉛めっきした鉄板(50×100×1mm)をプレパ
レンZ(日本パーカライジング(株))にて表面調整
後、70℃に加温した市販のリン酸塩皮膜処理液(パル
ボンド3300:日本パーカライジング(株))に15
秒間浸漬し皮膜生成後水洗し、六価クロムを用いた後処
理を施さず乾燥した後、スカイハロートップコートF
(日本特殊塗料(株)製)に浸漬したのち乾燥し試験片
を作製した。外観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目
セロテープはく離試験後の残存面積にて評価し、耐食性
はスカイハロートップコートFの代わりにGX−235
T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学(株)製)に
浸漬し乾燥して作成した試験片を用いて144時間後の
塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より評価し
た。
【0045】比較例4 35%過酸化水素35g/L、62%硝酸を10g/
L、硫酸チタン0.5g/Lを含有するpH1.8処理
液で亜鉛めっきした鉄板(100×100×1mm)を
60秒間浸漬し化成処理を施した。水洗し乾燥した物を
試験片とした。外観を目視で評価し、耐食性は144時
間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より
評価した。
【0046】比較例5 35%過酸化水素30g/L、62%硝酸を15g/
L、コロイダルシリカ70g/L、硫酸チタン0.3g
/Lを含有するpH1.6処理液で亜鉛めっきした鉄板
(100×100×1mm)を60秒間浸漬し化成処理
を施した。水洗し乾燥した後、スカイハロートップコー
トF(日本特殊塗料(株)製)を塗布したのち乾燥し試
験片を作製した。外観を目視で評価し、塗装下地性は碁
盤目セロテープはく離試験後の残存面積にて評価し、耐
食性はスカイハロートップコートFの代わりにGX−2
35T(アクリルクリヤー塗装:日本表面化学(株)
製)に浸漬し乾燥して作成した試験片を用いて144時
間後の塩水噴霧試験(JISZ 2371)結果より評
価した。
【0047】比較例6 35%過酸化水素50g/L、62%硝酸を5g/L、
コロイダルシリカ100g/L、硫酸チタン0.3g/
Lを含有するpH2.0の処理液で亜鉛めっきした鉄板
(100×100×1mm)を65秒間浸漬し化成処理
を施した。水洗し乾燥した後、シルビアU(日本特殊塗
料(株)製)を塗布したのち乾燥し試験片を作製した。
外観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテープは
く離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はシルビアU
の代わりにGX−235T(アクリルクリヤー塗装:日
本表面化学(株)製)に浸漬し乾燥して作成した試験片
を用いて144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2
371)結果より評価した。
【0048】比較例7 モリブデン酸ナトリウム12.1g/L、75%リン酸
14.7g/Lを含有する処理液に60℃−2分浸漬し
て試験片を作製した。外観を目視で評価し、耐食性は1
44時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結
果より評価した。
【0049】比較例8 モリブデン酸ナトリウム12.1g/L、75%リン酸
14.7g/L、珪酸ソーダ10g/Lを含有する処理
液に60℃−2分浸漬後、コロイダルシリカ90g/
L、カ性カリ10g/L、カ性ソ−ダ2g/Lを含む処
理液に50℃−30秒浸漬して試験片を作製した。外観
を目視で評価し、耐食性は144時間後の塩水噴霧試験
(JIS Z 2371)結果より評価した。
【0050】比較例9 モリブデン酸ナトリウム0.1mol/L、リン酸0.
15mol/Lを含有する処理液に60℃−2分浸漬
後、水洗し乾燥して試験片とした。外観を目視で評価
し、耐食性は144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z
2371)結果より評価した。
【0051】比較例10 亜鉛めっきした鉄板を硝酸アルミニウム8g/L、三号
珪酸ソーダ95g/L、を含む水溶液に15秒間浸漬し
濯ぎ工程を行わず乾燥し試験片とした。外観を目視で評
価し、耐食性は144時間後の塩水噴霧試験(JIS
Z 2371)結果より評価した。
【0052】比較例11 亜鉛めっきした鉄板を水酸化アルミニウム3g/L、三
号珪酸ソーダ100g/Lを含む水溶液に10秒間浸漬
し濯ぎ工程を行わず乾燥した後、シルビアU(日本特殊
塗料(株)製)を塗布したのち乾燥し試験片を作製し
た。外観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテー
プはく離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はシルビ
アUの代わりにGX−235T(アクリルクリヤー塗
装:日本表面化学(株)製)に浸漬し乾燥して作成した
試験片を用いて144時間後の塩水噴霧試験(JIS
Z 2371)結果より評価した。
【0053】比較例12 亜鉛めっきした鉄板に市販のクロメート剤(ローメイト
62:日本表面化学(株)製)を用いて既存のクロメー
ト皮膜を生成後、200℃、2時間の加熱処理を行ない
試験片とした。外観を目視で評価し、耐食性は144時
間後の塩水噴霧試験(JIS Z 2371)結果より
評価した。
【0054】比較例13 亜鉛めっきした鉄板を塩化亜鉛15g/L、珪酸ソーダ
3g/Lを含む水溶液に60℃、10分間浸漬し濯ぎ工
程を行わず乾燥した後、シルビアU(日本特殊塗料
(株)製)を塗布したのち乾燥し試験片を作製した。外
観を目視で評価し、塗装下地性は碁盤目セロテープはく
離試験後の残存面積にて評価し、耐食性はシルビアUの
代わりにGX−235T(アクリルクリヤー塗装:日本
表面化学(株)製)に浸漬し乾燥して作成した試験片を
用いて144時間後の塩水噴霧試験(JIS Z 23
71)結果より評価した。
【0055】
【表1】
【表2】

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属の表面を水性酸性液状組成物による
    層で被覆する工程及び前記水性酸性液状組成物層を濯ぎ
    を行わず乾燥する工程からなる金属の保護皮膜形成方法
    であって、前記水性酸性液状組成物が、A)Mo、W、
    V、Nb、Ta、Ti、Zr、Ce、Sr及び三価のク
    ロムから成る群から選択される少なくとも一つの供給
    源、B)酸化性物質の供給源、並びにC)リンの酸素
    酸、酸素酸塩又はこれらの無水物を含有する金属の保護
    皮膜形成方法。
  2. 【請求項2】 前記水性酸性液状組成物が、A)0.0
    1〜100g/Lの三価のクロムイオン、B)0.01
    〜100g/Lの硝酸イオン、及びC)0.1〜200
    g/Lのリン酸イオンを含有する請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 金属の表面を水性酸性液状組成物による
    層で被覆する工程及び前記水性酸性液状組成物層を濯ぎ
    を行わず乾燥する工程からなる金属の保護皮膜形成方法
    であって、前記水性酸性液状組成物が、A)0.01〜
    150g/Lの三価のクロムイオン、並びにB)0.0
    1〜100g/Lの塩素、フッ素、硫酸イオン、酢酸イ
    オン、蟻酸イオン、琥珀酸イオン及びグリコール酸イオ
    ンから成る群から選択される少なくとも1種を含有する
    金属の保護皮膜形成方法。
  4. 【請求項4】 金属の表面を水性酸性液状組成物による
    層で被覆する工程及び前記水性酸性液状組成物層を濯ぎ
    を行わず乾燥する工程からなる金属の保護皮膜形成方法
    であって、前記水性酸性液状組成物が、A)0.01〜
    150g/Lの鉄、コバルト、ニッケル、マグネシウ
    ム、カルシウム及びアルミニウムから成る群から選択さ
    れる少なくとも一種、B)有機酸及び無機酸から成る群
    から選択される少なくとも一種、及びC)任意成分とし
    てフッ素を含有する金属の保護皮膜形成方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の方法に使用する水性酸
    性液状組成物であって、A)Mo、W、V、Nb、T
    a、Ti、Zr、Ce、Sr及び三価のクロムから成る
    群から選択される少なくとも一つの供給源、B)過酸化
    物、塩素酸、臭素酸、硝酸、又はこれらの塩、並びに
    C)正リン酸、縮合リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、若
    しくはこれらの塩又はこれらの無水物から成る金属の保
    護皮膜形成用処理剤。
  6. 【請求項6】 請求項4に記載の方法に使用する水性酸
    性液状組成物であって、A)0.01〜150g/Lの
    マグネシウム又はアルミニウム、B)塩酸、硫酸、硝
    酸、過酸化水素、リン酸、蟻酸、酢酸、琥珀酸、又はカ
    ルボン酸、及びC)任意成分としてフッ素から成る金属
    の保護皮膜形成用処理剤。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の方法に使用する水性酸
    性液状組成物であって、A)0.01〜150g/Lの
    三価のクロムイオン、並びにB)0.01〜100g/
    Lの塩素、フッ素、硫酸イオン、及び酢酸イオンから成
    る群から選択される少なくとも1種、並びにC)任意成
    分としてリン酸及び硝酸イオンから成る群から選択され
    る少なくとも1種から成る金属の保護皮膜形成用処理
    剤。
  8. 【請求項8】 前記処理剤がさらにアルカリ土類金属、
    ケイ素化合物、及びアルミナゾルから成る群から選択さ
    れる少なくとも1種、シランカップリング剤、並びに有
    機カルボン酸から成る群から選択される少なくとも一種
    を含有する請求項5〜7のいずれか一の請求項に記載の
    金属の保護皮膜形成用処理剤。
  9. 【請求項9】 前記金属表面に請求項1〜4のいずれか
    一の請求項に記載の方法により保護皮膜を形成した後、
    更に、ケイ素化合物含有水溶液、及び樹脂並びに/又は
    無機コロイド若しくはpHが7.5以上の水溶液を接触
    させる金属の保護皮膜形成方法。
  10. 【請求項10】 前記ケイ素化合物が珪酸ナトリウム、
    珪酸カリウム、珪酸リチウム、又は粒径500nm以下
    のコロイダルシリカである請求項8に記載の処理剤。
  11. 【請求項11】 前記ケイ素化合物が珪酸ナトリウム、
    珪酸カリウム、珪酸リチウム、又は粒径500nm以下
    のコロイダルシリカである請求項9に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記金属表面に請求項1〜4、9及び
    11のいずれか一の請求項に記載の方法により保護皮膜
    を形成した後、更に有機又は無機及びこれらの複合防錆
    皮膜をオーバーコートする金属の保護皮膜形成方法。
  13. 【請求項13】 前記金属がZn、Ni、Cu、Ag、
    Fe、Cd、Al、Mg又はこれらの合金である請求項
    1〜4、9、11及び12のいずれか一の請求項に記載
    の方法。
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