JPS58144477A - 金属表面のリン酸塩処理法 - Google Patents

金属表面のリン酸塩処理法

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JPS58144477A
JPS58144477A JP2647682A JP2647682A JPS58144477A JP S58144477 A JPS58144477 A JP S58144477A JP 2647682 A JP2647682 A JP 2647682A JP 2647682 A JP2647682 A JP 2647682A JP S58144477 A JPS58144477 A JP S58144477A
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chemical conversion
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正志 高橋
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智志 宮本
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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
    • C23C22/13Orthophosphates containing zinc cations containing also nitrate or nitrite anions

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属表面にリン酸塩皮膜を形成させる処理方法
に関し、更に詳しくは、カチオン型電着塗装に適した塗
装密着性と耐食性を有するリン酸亜鉛系皮膜を形成する
スプレ一式処理法に関する塗装前処理のために、少量の
亜鉛イオンに対して多量のリン酸イオンを含有する酸性
リン酸塩処理液を使用することは従来公知である(特公
昭50−6418号参照)。これによれば電着塗装に適
した良好な性質を有する皮膜を提供できるとされている
が、リン酸塩処理をスプレ一方式で実施すると、得られ
る皮膜はホベイトを含有する針状皮膜であり、その粒度
も粗く、更に皮膜量および皮膜中の鉄含有量共に低くて
、特にカチオン型電着塗装の前処理としては、浸漬方式
によって得られる皮膜と同等またはそれ以上の性能(特
に1耐食性)を有する皮膜を提供することはできなかっ
た。
本発明者等は上記問題点を解消するため鋭意研究を進め
た結果、上述の従来公知のリン酸塩処理液に比べて、そ
の遊離酸度を低くシ且つリン酸イオン濃度を高めた処理
液を使用すれば、スプレー処理においても皮膜中の鉄含
有量の高い粒状皮膜が得られることを見出し、本発明を
完成するに至った。
即ち、本発明によれば、亜鉛イオン0.01〜0、05
 W/ 7%、リン酸イオン15〜3.oW/v%およ
び亜硝酸イオン0.001〜0.02W/V%を含有し
遊離酸度0.1〜0.3ポイントの酸性リン酸塩処理液
にて金属表面をスプレー処理することを特徴とする金属
表面のリン酸塩処理法が提供される。
本発明法の対象金属としては、鉄、亜鉛およびそれらの
合金が挙げられる。
本発明法で使用する酸性リン酸塩処理液は、上述の如く
特定イオンを特定量含有し且一つ遊離酸度を特定値にす
る以外は、従来技術に基づいて調製されてよい。亜鉛イ
オンについては0.O1〜0.05、好ましくは0.0
2〜0.03W/V%である。該イオン量が過少である
と化成皮膜が形成され難く、他方過剰であると目的とす
る良好な皮膜が得られない。亜鉛イオン以外のカチオン
としてはニッケルイオン、マンガンイオンおよびカルシ
ウムイオンの1種以上が各々001〜0.15 W/V
%の量で含有されていてもよく、これらは皮膜の性能(
特に−次物性、二次物性、耐ツルトスプレー性、耐暴露
性能)を向上させることにおいて有効である。
リン酸イオンについては上述の如<1.5〜3.0W/
V%であり、この量が過少であると粒状の化成皮膜が得
られず、過剰であると該イオンが消費されるだけであっ
て、経済的に不利である。亜硝酸イオン多こついては0
.001〜0.02W/V%であって、この量が過少で
あると発錆をもたらし、過剰であると分解により生ずる
硝酸イオンが蓄積しすぎ、皮膜化成に悪影響を及ぼす。
上記以外のアニオンとしては錯フツ化物イオンC例: 
B F 、i  −5iF 6)および硝酸イオンを1
種以上含有していてもよく、前者にあってはフッ素とし
て0.02〜0.15 W/V%の量が化成皮膜を細か
くする点で好ましく、後者の硝酸イオンについては従来
技術と同様の観点で含有せしめられてよい。なお、アニ
オンとして塩素酸イオンを含有せしめることは好ましく
ない。それは粒状の化成皮膜が得られず、化成皮膜の耐
食性の面から望1しくないからである。
当該処理液の遊離酸度が0.1ポイント未満ては皮膜化
成が行われず、0.3ポイントを越えると粒状結晶の皮
膜が得られずに針状結晶の皮膜となる。
化成処理前の表面調整はチタンコロイド含有液(チタン
コロイドとして0.7〜3.5〜/(1)によって行う
ことにより、従来公知の如く化成皮膜の結晶粒度を細か
くすることができ、皮膜性能を一段と同一ヒさせること
ができる。
上述の酸性リン酸塩処理液を用いてのスプレー処理にあ
っては従来法が採用されてよく、例えば温度は40〜7
0°C5好1しくは45〜55°C、スプレー圧は0.
5〜3にH/ca、好ましくは0.8〜1.5にg/c
yA、処理時間は40秒以上、好ましくは90〜180
秒である。化成処理後の後処理についても従来公知のク
ロム系や非クロム系の処理を採用してよく、これにより
皮膜性能は一段と向上する。
以上の構成から成る本発明法によれば、粒状でその粒度
も細かく、且つ被覆量1.51/nf以−ヒでその鉄ま
たは鉄−マンガンの含有量9W%以上の化成皮膜が得ら
れ、浸漬式処理で得られる化成皮膜と同等の性能が発揮
され、その結果カチオン型電肴塗装において優れた塗膜
密着性と耐食性が達成される。
次に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明
する。
実施例1 市販の冷間圧延鋼(70X150X0.8mm)の試験
片をアルカリ性脱脂剤(日本ペイント社製「!J F!
Jン5D200 J、2W/V%)ニテ温度5゜°Cで
2分間スプレー脱脂し、水洗し、チタンコロイド系表面
調整液(日本ペイント社製「フィキソヂン5N−5」、
O,o 3 W/V% )ニテ常温テ10秒間スプレー
処理する。
次いで該試験片を亜鉛イオン0.02W/V%、リン酸
イオン2. OW/V%および亜硝酸イオン0.007
W/V%を含有し遊離酸度0.2ポイントの酸性リン酸
塩処理液にて50°Cで2分間スプレー処理し、水道水
とイオン交換水で水洗し、乾燥する、。
得られる化成皮膜の形状は粒状であり、粒度は1〜5μ
である。なお、皮膜結晶を示す参考写真lは走査型電子
顕微鏡(日本電子社製JSM−T20)で角度55°、
倍$1500倍で撮影したものである(以下同様)。ま
た、その皮膜重量は1.66 f//dで、鉄含有率は
9,3wt%である。
このようにして得られる化成処理試験片を次いでカチオ
ン型電着塗料(日本ペイント社製「パワートップU−3
0」)でもって250vで3分間電着塗装し、180°
Cで30分間焼付ける(膜厚20μ)。次いでポリエス
テル系中塗塗料(日本ペイント社製「52Eシーラー」
)を塗装し、140°Cで30分間焼付け(膜厚30μ
)、そしてメラミンアルキド系上塗塗料(日本ペイント
社製「オルガG−25EJ)を塗装し、140°Cで3
0分間焼付ける(膜厚40μ)。
このようにして得られる試験片を以下に示す試験に付し
、その結果を第1表番こ示す。
(a)塩水噴霧試験 電着塗装板の表面にカッターで素地に達する捷でクロス
カットを切り入れ、この塗装板について5%塩水噴霧試
験(JIS−Z−2371)を1000時間行い、カッ
ト部よりの画幅を測定する。
(b)暴露試験 一ヒ塗塗装板の表面にカッターで素地に達する捷でクロ
スカットを入れ、この塗装板を海岸において6ケ月間暴
露する。その後塗装板のカット部よりの塗膜の7タレ幅
を測定する。
(C)折曲試験 上塗塗装板を直径10顛の棒の上にのせ、折曲げた後の
塗膜の状態を観察する( J I S−に−5400−
6−11)。ノ 実施例2 亜鉛イオン0.04 W/V%、ニッケルイオン0.0
3W/v% およびリン酸イオン2.5W/v%を含有
し遊離酸度0.1ポイントおよび亜硝酸イオン0.00
7W/V% の酸性リン酸塩処理液を使用して、50°
Cで2分間スプレー処理を行い、皮膜重量2.O19/
dで鉄含有率9.2wL%の化成皮膜を得る以外は、実
施例1と同様ζこ実施する。形成される化成皮膜は粒状
で、粒度は0.5〜3μである。皮膜結晶の電子顕tI
!鏡写真を参考写真2として示す。塗装後の試験結果を
第1表に示す。
実施例3 亜鉛イオン0.04W/V%、ニッケルイオンハ イオン9.3 W/V%および亜硝酸イオン0.007
W/V%を含有し遊離酸度0.1ポイントの酸性リン酸
塩処理液を使用して、50°Cで2分間スプレー処理を
行い、皮膜重量1.87fl/m″で鉄含有率9.7w
L%の化成皮膜を得る以外は、実施例1と同様に実施す
る。形成される化成皮膜は粒状で、粒度は0.3〜1μ
である。皮膜結晶の電子顕微鏡写真を参考写真3として
示す。塗装後の試験結果を第1表に示す。
実施例4 亜鉛イオンQ、Q4w/v%、ニッケルイオン0.03
W/■%、リン酸イオン2.5W/v%−マンガンイオ
ン0.06W/V%および亜硝酸イオン0.007W/
V%を含有し遊離酸度0,2ポイントの酸性リン酸塩処
理液を使用して、50°Cで2分間スプレー処理を行い
、皮膜重量2.12 f/n?で鉄含有率7.2wL%
およびマンガン含有率4. Q wL%の化成皮膜を得
る以外は、実施例1と同様に実施する。形成される化成
皮膜は粒状で、粒度は0,5〜3μである。皮膜結晶の
電子顕微鏡写真を参考写真4として示す。塗装後の試験
結果を第1表(こ示す。
比較例1 亜鉛イオン0.03W/V% 、リン酸イオン1.0W
/V%および塩素酸イオン0.3W/V%を含有し遊離
酸度0.3ポイントで亜硝酸イオン0.007W/V%
を含有する酸性リン酸塩処理液を使用して、50°Cで
2分間スプレー処理を行い、皮膜重量1.20!/m’
で鉄含有率8.2 W L%の化成皮膜を得る以外は、
実施例1と同様番こ実施する。化成皮膜の電子顕微鏡写
真を参考写真5として示す。
塗装後の試験結果を第1表に示す。
比較例2 亜鉛イオン0.05W/V%、リン酸イオン1.2W/
V%、硝酸イオン0.7 W/V%および亜硝酸イオン
Q、QQ7w/v% を含有し遊離酸度0.3ポイント
の酸性リン酸塩処理液を使用して、50″Cで2分間ス
プレー処理を行い、皮膜重量1.5f〜で鉄含有率7,
13wt%の化成皮膜を得る以外は、実施例1と同様に
実施する。化成皮膜の電子顕微鏡写真を参考写真6とし
て示す。塗装後の試験結果を第1表に示す。
比較例3 亜鉛イオン0.1 W/V%、ニッケルイオン0.05
W/V%、リン酸イオン1.5 W/V%および亜硝酸
イオン0. OI W/V%を含有し遊離酸度1.1ポ
イントの酸性リン酸塩処理液を使用して、50°Cで2
分間浸漬処理を行い、皮膜重量2.ott/=で鉄含有
率10.2%94%の化成皮膜を得る以外は、実施例1
と同様に実施する。化成皮膜の電子顕微鏡写真を参考写
真7として示す。顔装後の試験結果を第1表に示す。
(11) 第1表 特許出願人 日本ペイント株式会社 代理人弁理士肯 山 保  外1名 (12)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、亜鉛イ:tン0.01〜0.05w/v 96、リ
    ン酸イオン1.5〜3. Q W/V%および亜硝酸イ
    オン0.001〜0.02W/V %ヲ含有L11[1
    度0.1〜0.3ポイントの酸性リン酸塩処理液にて金
    属表面をスプレー処理することを特徴とする金属表面の
    リン酸塩処理法。 2、ニッケルイオンおよび/またはマンガンイオンを含
    有する酸性リン酸塩処理液を使用する上記第1項の方法
JP2647682A 1982-02-20 1982-02-20 金属表面のリン酸塩処理法 Granted JPS58144477A (ja)

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Cited By (4)

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