JPS5853070B2 - 亜鉛または亜鉛めつき鋼板のクロメ−ト処理法 - Google Patents

亜鉛または亜鉛めつき鋼板のクロメ−ト処理法

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JPS5853070B2
JPS5853070B2 JP14399480A JP14399480A JPS5853070B2 JP S5853070 B2 JPS5853070 B2 JP S5853070B2 JP 14399480 A JP14399480 A JP 14399480A JP 14399480 A JP14399480 A JP 14399480A JP S5853070 B2 JPS5853070 B2 JP S5853070B2
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zinc
chromate treatment
corrosion resistance
treatment
chromate
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日出夫 高村
実成 後藤
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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
    • C23C22/34Chemical 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
    • C23C22/37Chemical 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 hexavalent chromium compounds

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板に優れた耐食性
ならびに塗装性を与えるクロメート処理法に関するもの
である。
亜鉛法たは亜鉛合金めっき鋼板は、その11では白さび
や黄さびを発生し易いための一次防錆を目的にクロメー
ト処理が施されている。
亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板にクロメート処理する場
合の処理液組成ならびに処理方法については、従来から
数多く提案されてはいるが、従来の処理液で通常の一次
防錆に必要とする厚みのクロメート処理を施しても強固
で緻密なりロメート皮膜がめつき表面に形成されにくい
ため十分な耐食性を示すものが得られなかった。
そこで、耐食性を向上させるために厚クロメート処理を
施すことになるが、この場合着色皮膜となって金属光沢
を失なったり、色むらを生じて処理外観を著しく損うの
が通常であった。
一方、従来のクロメート処理を施した亜鉛または亜鉛合
金めっき鋼板は、その上に直接塗装すると塗膜との密着
性が劣っている。
このため塗装する場合通常はクロメート皮膜を酸洗また
はアルカリ洗浄で除去して新たにリン酸塩化成処理を施
している。
このように、従来のクロメート処理法では、未塗装での
耐食性が劣ることのほかに塗装を施こそうとする場合、
脱クロメート処理をしてリン酸塩処理を施さねばならな
かった。
そこで、本発明者等は、さきにこの二つの問題点を解消
するクロメート処理液として、水溶性Cr″−6化合物
にアル□ニウム弗素化合物を添刃口した水溶液を開発し
た(特願昭54−33053号、特願昭53] ] 6
6867号参照。
これによって、例えば、溶融亜鉛めっき鋼板の場合、未
塗装での耐食性はツルトスプレーテスト(JIS Z2
37HC準拠、以下SSTと略称する)で100時間以
上白さび発生がなり、渣た塗装後の塗膜の循着性ならび
に耐食性は通常のリン酸塩皮膜の場合より著しく向上さ
せることができた。
しかし、さらに高度の耐食性や塗装性を必要とする分野
に亜鉛剤たは亜鉛めっき鋼板を使用する場合、このクロ
メート処理液では1だ不十分であることが判明した。
そこで、耐食性むよび塗装性を一層増大させるために鋭
意研究を重ねた結果、上記特性を向上させることができ
るクロメート処理液を開発し、本発明に至った。
従って、本発明は従来のクロメート処理法よりも優れた
耐食性ならびに塗装性を与える亜鉛または亜鉛合金めっ
き鋼板に対するクロメート処理法を提供することを目的
とする。
本発明のクロメート処理法によれば、水溶性Cr6+化
合物釦よびアルミニウム弗素化合物に、ピロリドン系化
合物全添加した一種型の水溶液であるクロメート処理液
により亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板を処理することに
より亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板表面に上述したよう
に耐食性ならびに塗装性の優れた化成皮膜を形成させる
ことができる。
本発明で用いるクロメート処理液の水溶性Cr6+化合
物としては、CrO3、Na 2Cr 207、K2C
r2O7、Na2CrO4、K2CrO4が好適であり
、アルミニウム弗素化合物としては、Na3AlF6、
K3AgFa 、(NH4) 3 AlF’6が好適で
あり、ピロリドン系化合物としては、α−ピロリドン、
β−ピロリドン、ピロリドンカルボン酸、ポリビニルピ
ロリドンが好適である。
そして、これらの構成成分の組成範囲は、Cr6+は1
〜25 i/l、アルミニウム弗素化合物は0.08〜
10g/l、ピロリドン系化合物は飽和溶解度以下が好
ましい。
このように濃度範囲を限定するのは次の理由による。
すなわち、Cr6+が1 g/1未満では短時間で皮膜
の形成がなされず、そのため耐食性が著j〜く低下し、
259/lを越えると処理むらができやすく、またピロ
リドン系化合物が凝集あるいはゲル化して、作業性の低
下やクロメート皮膜性能(耐食性釦よび塗装性)を著し
く悪化させるためである。
アルミニウム弗素化合物は、0.01#!未満では高耐
食性を有するクロメート皮膜が形成されr、109/l
を越えるとクロメート液中に溶解せず、沈積して処理外
観を損うことがある。
また、ピロリドン系化合物は、その種類、重合度によっ
て溶解度が異なるが、いずれも飽和溶解度以下であれば
特に問題はない。
以−ヒ、本発明のクロメート処理液の好適な濃兜範囲全
述べたが、以下に最も安価で実用的であるCrO3、N
a3AlF6、ポリビニルピロリドンを用いたクロメー
ト液の場合を例に、適正濃度範囲、処理時の処理温度む
よび処理時間、処理された鋼板の効果試験等について、
実施例を挙げて具体的に説明する。
実施例 工 最も安価で実用的である。
CrO3、Na3AlF6およびポリビニルピロリドン
を用いて、CrO320g/ l、 Na3AlF63
g/ l、ポリビニルピロリドン19/lを含む処理
液を調整し、溶融亜鉛めっき鋼板を使用して上記処理液
により60℃の温度で、2秒間浸漬クロメート処理を施
した。
このような本発明のクロメート処理を施した場合と、従
来本発明者等が開発した処理液(CrO320g/ l
+ Na 5AlF63 g/ l)で処理した場合に
つき、SSTによる耐食性の経時変化試験を行った。
その結果を添付図面に示す。図面に示すグラフから、従
来処理法による場合、SSTによる初白さび発生時間は
約110時間であるのに対し、本発明処理法によればS
STで175時間1で白さび発生は全く認められず、2
00時間で約5係の白さび発生面積率であることがわか
る。
従って、本発明のクロメート処理法によれば、短時間の
浸漬処理で従来処理法に比べて一層高度の耐食性を示す
溶融亜鉛めっき鋼板が得られる。
その理由は次のように考えることができる。
処理液中のNa5klF6は皮膜形成反応時に、Cr6
+からCr”十への還元反応を促進するとともに自らも
皮膜構成物質となり、緻密なりロメート皮膜を形成する
捷た、ポリビニルピロリドンは皮膜の封孔処理的な作用
や、塗膜と亜鉛または亜鉛合金表面の密着力を補強する
作用をすると考えられ、このため優れた耐食性ならびに
塗装性が付与された亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板が得
られるものと推定される。
本発明のクロメート処理法で用いる処理液の構成成分に
ついては好適な濃度範囲がある。
実施例1で用いたCrO3>よびNa3AlF6の適正
な濃度範囲は、CrO3として約2〜50g/l、Na
3AlF6として約0.1g/l(4,7×]O−4m
ol/l)〜10g/l(4,7×10 mol/l)
、ポリビニルピロリドンは飽和溶解度以下が好適である
ことが確認された。
CrO3濃度が29/lより少ないとNa3AlF6
またはポリビニルピロリドンが存在しても短時間処理に
よって優れた耐食性が得られず、509/lを超えると
処理液に添加したポリビニルピロリドンが凝集あるいは
ケル化してポリビニルピロリトノの耐食性向上の効果が
失われるので好−ましくない。
Na 3AlF6が0.1g/lより少ないと優れた耐
食性を有するに必要なりロメート皮膜が形成されず、1
09/lより多いと飽和溶解度を超えて不溶燐分が沈積
するため不溶物が処理鋼板の外観を損うことがあるので
好1しくない。
ポリビニルピロリドンは重合度によって溶解度も異なる
が、溶解度以下の含有量であれば、亜鉛′または亜鉛め
っき鋼板の耐食性向上に著しい効果が見られることが確
認されている。
ちなみに、重合度に−30の場合の溶解度は約5 g/
1.である。
以上述べたようなそれぞれの構成成分が適正な範囲にあ
るクロメート処理液での適切な処理温度むよび処理時間
は、Cr6+化合物、アルミニウム弗素化合物←よびピ
ロリドン系化合物の種類、濃度むよび亜鉛または亜鉛め
っき鋼板の種類によって若干具なるが、50〜80°C
の温度で約1秒以上の反応時間が必要であることも判明
した。
しかし、本発明の処理方法はこの範囲内に限定されるも
のではない。
このようにして得られたクロメート処理鋼板は、未塗装
で高度の耐食性を有し、クロメート処理後その上に直接
塗装した場合塗膜の密着性および耐食性が良好である。
上記実施例では、CrO3、Na3AlF6ムよびポリ
ビニルピロリドンを含有する処理液について代表的に説
明したが、水溶性Cr”’−化合物、アルミニウム弗素
化合物むよびピロリドン系化合物は上記組合せのみなら
ず、前述した種々の化合物を単独であるいは複数で使用
しても実施例■に記すと同様の効果が得られる。
これらについて以下の実施例に示す。
実施例 ■ 溶融亜鉛めっき鋼板に、本発明の処理法釦よび従来の処
理法でクロメート処理した場合の例を次表■に示す。
この試験結果を表わす表■から、本発明によるクロメー
ト処理を施した溶融亜鉛めっき鋼板は、従来法のクロメ
ート処理鋼板に比べて、未塗装での耐食性ならびに塗装
後の塗膜の笛着性釦よび耐食性に勢いて優れていること
が理解できる。
実施例 ■ 合金化溶融亜鉛めっき鋼板に、本発明の処理法訃よび従
来の処理法でクロメート処理を施した場合の例を次表■
に示す。
この試験結果を表わす表■から、本発明によるクロメー
ト処理を施した合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、従来法の
クロメート処理鋼板に比べて、未塗装での耐食性ならび
に塗装後の塗膜の密着性釦よび耐食性に釦いて優れてい
ることが容易に理解できる。
以上詳細に説明したように、亜鉛またば亜鉛めっき鋼板
に本発明によるクロメート処理を施すことにより従来の
クロメート処理鋼板に比べて、高い一次防錆性と優れた
塗装性が得られる。
従って、本発明による処理を施した鋼板を塗装して使用
する場合には、従来のように塗装前に脱りロメート処理
やリン酸塩処理を行う必容がなく、直接塗装することが
できるので処理工程が著しく簡略化され、経済的に極め
て有利である。
【図面の簡単な説明】
添付図面は従来のクロメート処理法(I)オーよび本発
明のクロメート処理法■によりクロメート処理した溶融
亜鉛めっき鋼板のSSTによる耐食性の経時変化を示す
グラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 CrO3、Na 2 Cr 207、K、2Cr2
    07、Na2 Cr 04釦よびに2Cr04 より
    成る群から選択+ された1種または2種以上の水溶性Cr6 化合物をC
    rとして1〜25g/lの割合で、 Na5AfflF
    6、K3AlF6および(NH4)3kl!F6 より
    成る群から選択された1種斗たば2種以上のアル□ニウ
    ム弗素化合′吻をO,OS〜ICJg/iの割合で、α
    −ピロリドン、β−ピロリドン ピロリドンカルボン酸
    トよびポリビニルピロリドンより戒る群から選択された
    1種または2種以上のピロリドン系化合物を飽和鼎解度
    以下の量含有する水溶液により亜鉛または亜鉛合金めっ
    き鋼板表面に耐食性耘よび塗装性の優れた化成皮膜を形
    成することを特徴とする亜鉛または亜鉛合金めっき鋼板
    のクロメート処理法。
JP14399480A 1980-10-15 1980-10-15 亜鉛または亜鉛めつき鋼板のクロメ−ト処理法 Expired JPS5853070B2 (ja)

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JPS5770282A JPS5770282A (en) 1982-04-30
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0428810U (ja) * 1990-07-03 1992-03-09
CN102675925A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 中国科学院过程工程研究所 一种铬基无机反射颜料及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0428810U (ja) * 1990-07-03 1992-03-09
CN102675925A (zh) * 2011-03-18 2012-09-19 中国科学院过程工程研究所 一种铬基无机反射颜料及其制备方法
CN102675925B (zh) * 2011-03-18 2014-04-30 中国科学院过程工程研究所 一种铬基无机反射颜料及其制备方法

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