JPS5855229B2 - リン酸亜鉛処理用表面調整剤 - Google Patents

リン酸亜鉛処理用表面調整剤

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JPS5855229B2
JPS5855229B2 JP56007028A JP702881A JPS5855229B2 JP S5855229 B2 JPS5855229 B2 JP S5855229B2 JP 56007028 A JP56007028 A JP 56007028A JP 702881 A JP702881 A JP 702881A JP S5855229 B2 JPS5855229 B2 JP S5855229B2
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phosphate
titanium
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信男 中谷
融 都築
秀夫 志水
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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
    • C23C22/78Pretreatment of the material to be coated
    • C23C22/80Pretreatment of the material to be coated with solutions containing titanium or zirconium compounds

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリン酸亜鉛処理用表面調整剤、更に詳しくは、
鉄系(鉄系または鉄を主とする系)素材のリン酸亜鉛処
理においてムラのない均一緻密な皮膜を形成せしめるた
めの前処理としての表面調整剤に関する。
鉄系素材の表面処理にあっては、従来から一般に脱脂→
水洗→表面調整→化成処理→水洗→乾燥→塗装の工程が
採用されている。
ところで、上記表面調整に関しては、従来各種提案がな
されている。
例えば、特公昭39−7125号公報には、酸化チタン
を過剰の硫酸でもって溶解し、該溶液にpH1以下にお
いてリン酸またはそのアルカリ金属塩および重合リン酸
またはそのアルカリ金属塩から選ばれる少なくとも1種
を加えてスラリー化し、次いでpH6,5〜8.5にお
いて熟成して得られる表面調整剤を使用することが開示
されている。
しかして、該表面調整剤によれば後の化成処理における
リン酸亜鉛皮膜の析出反応に寄与するとされているが、
鉄剤のpHが約8.5以下と低いと、剤中のピロリン酸
が素材と反応してピロリン酸鉄を素材表面に形成して、
リン酸亜鉛皮膜の形成を阻害し、処理ムラをもたらすこ
とになる。
また、当該表面調整剤は時間の経過に従い原因不明では
あるがそのpH低下を来たし、そのために上記と同様に
素材表面にピロリン酸鉄の形成をもたらす。
更に、苛性ソーダ、苛性カリ等の添加によってピロリン
酸鉄が析出しないpH域(約9)に当該表面調整剤を調
整しても、短時間で上記と同様にpH低下を来たし、p
H管理が難しい面も有する。
このように従来公知の上記表面調整剤では、そのpH低
下を来たし易くて長期安定した表面調整を実施し難く、
その更新を短期間において余儀なくされる。
このことは大量の表面調整剤を要する浸漬型処理では特
に不利である。
また、当該表面調整剤は、酸化チタンに対してリン酸ま
たはそのアルカリ金属塩の組合わせによって得られるも
のが、リン酸亜鉛処理において所望の微細結晶の皮膜の
形成をもたらさないという欠点も有している。
本発明者らは上述の問題点を解消するために種種研究を
重ねた結果、当該表面調整剤の一成分として炭酸系化合
物を使用し、これでもって鉄剤のpHを調整することに
よりその低下を防止できて長期間安定した良好な表面調
整を実施できることを見出して、本発明を完成するに至
った。
即ち、本発明の要旨は、チタンイオン1〜100 pI
)In1 リン酸IJ1i’rオン50〜1500pr
M1 ピロリン酸根イオン10〜300pI]mおよび
炭酸根イオン20〜1500ppmを必須成分として含
有し、pH8,5〜9.5の水溶液であることを特徴と
するリン酸亜鉛処理用表面調整剤に存する。
本発明表面調整剤の必須イオン供給源としては各種のも
のが使用されてよく、例えばチタンイオンにあっては硫
酸チタン、酸化チタン、リン酸根イオンにあってはリン
酸、第1リン酸のアルカリ金属鉛(例:Na塩)または
アンモニウム塩、第2リン酸のアルカリ金属塩(例:N
a塩)またはアンモニウム塩、第3リン酸のアルカリ金
属塩(例:Na塩)またはアンモニウム塩、ピロリン酸
根イオンにあってはピロリン酸、ピロリン酸ノアルカリ
金属塩(例:Na塩)またはアンモニウム塩、酸性ピロ
リン酸のアルカリ金属塩(例:Na塩)またはアンモニ
ウム塩、炭酸根イオンにあっては炭酸、炭酸のアルカリ
金属塩(例:Na塩)またはアンモニウム塩、酸性炭酸
のアルカリ金属塩(例:Na塩)またはアンモニウム塩
が挙げられる。
本発明にあっては、上記各成分供給源(炭酸根イオン供
給源を除く)と水を混合加熱(100〜120’c)t
、次いで水分を除去し、残留物に所定pH値を与える量
の炭酸根イオン供給源を均一混合し、該混合物を適量の
水に溶解して、目的表面調整剤を調整してよい。
本発明表面調整剤は鉄系素材表面にチタン化合物(リン
酸チタン)のコロイドを付着させ、それを結晶核として
化成皮膜の生成を速め1.良好な皮膜を得るものである
従って、チタンイオン濃度が規定値より低いと、結晶核
となるコロイドが不足するようになる。
逆に規定値より高くてもそれ以上の効果は認められない
リン酸も上記と同様に機能する。
ピロリン酸は化成皮膜の微細化に効果があり、そのイオ
ン濃度が規定値より低いとその効果が現われず、逆に高
くなりすぎると素材と反応してピロリン酸化合物を形成
し、化成皮膜の形成を阻害する。
炭酸根イオンが規定値より低いと、当該表面調整剤のp
H緩衝効果が発揮されない。
表面調整剤のpHが規定値より低いと、ピロリン酸と素
材の反応が起こり、以後の化成皮膜の形成を阻害し、逆
に高すぎても化成皮膜の形成を阻害する。
かかる構成から成る本発明表面調整剤によれば、長期間
安定して、しかも以後のリン酸亜鉛処理においてムラの
ない均一緻密な化成皮膜を形成せしめることができるよ
うに鉄系素材の表面を調整することができる。
かかる利点を有する本発明表面調整剤は、電着塗装にお
けるリン酸亜鉛処理の表面調整として特に有利である。
また、当該表面調整剤の長期間安定性は、大量の表面調
整剤を使用する浸漬型処理において、その有利さを最大
限に発揮する。
なお、本発明表面調整剤には、その効果を防げない範囲
において防錆作用を向上させるための亜硝酸塩を添加さ
れてよい。
勿論、その際の表面調整剤のpH調整は上述の如く炭素
系化合物でもって行う。
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。
なお、係とあるは重量咎を意味する。
実施例 1 (1)表面調整剤の調整 調整剤1: 硫酸チタン 5饅無水第2
リン酸ソーダ 55%無水ピロリン酸ソ
ーダ 15係水
15φ重炭酸ソーダ
10饅上記配合の成分(重炭酸ソーダを除く)を撹拌
混合しながら100〜120℃にて含水率が1.5係以
下になるまで加温する(約2時間)。
得られる粉末に重炭酸ソーダを加え、次いで水を加えて
0.07%濃度の水溶液として建浴する。
この建浴液はチタンイオン6ppI111 リン酸根
イオン258陣、ピロリン酸根イオン68ppI11お
よび炭酸根イオン5011111nである。
調整剤2: 硫酸チタン 10oI)無水第
2リン酸ソーダ 45%無水ピロリン酸ソ
ーダ 15饅水
10%重炭酸ソーダ
20%上記配合でもって調整剤1と同様にして0.1多
濃度の水溶液として建浴する。
この建浴液はチタンイオン18咽、リン酸根イオン30
2ppm。
ピロリン酸根イオン98ppInおよび炭酸根イオン1
42p−である。
調整剤3: 硫酸チタン 5饅無水第2
リン酸ソーダ 55係無水ピロリン酸ソー
ダ 15饅水
10%重炭酸ソーダ 1
0係炭酸ソーダ 5%上記配
合でもって調整剤1と同様にして 0.05%濃度の水溶液として建浴する。
この建浴液はチタンイオン5ppIll、リン酸根イオ
ン184ppm、 ピロリン酸根イオン49咽および
炭酸根イオン5(Hllllllである。
(2)金属表面処理 予め脱脂処理した市販冷間圧延鋼板を建浴直後のまたは
室温で10日間放置後の上記表面調整剤でもって浸漬法
にて室温で1分間処理し、次いで液切りした後直ちにリ
ン酸亜鉛処理液(日本ペイント社製「Gグラフジン5D
2000j使用)でもって浸漬法にて50℃で2分間化
成処理し、水洗、乾燥する。
このようにして得られるリン酸亜鉛処理材の外観を評価
し、その結果を第1表に示す。
合わせて使用時の表面調整剤のpH値を併記する。
比較例 1 (1)表面調整剤の調製 調整剤4: 硫酸チタン 5φ無水第2リ
ン酸ソーダ 55φ無水ピロリン酸ソーダ
15饅水
25%上記配合でもって調整剤1と同様にして 0.05%濃度の水溶液として建浴する。
この建浴液はチタンイオン5ppm、リン酸根イオン1
84ppHlおよびピロリン酸根イオン49咽である。
調整剤5: 硫酸チタン 5φ無水第2リ
ン酸ソーダ 60咎無水ピロリン酸ソーダ
15饅水
18φ苛性ソーダ
2%上記配合でもって調整剤1と同様にして0.1饅
濃度の水溶液として建浴する。
この建浴液はチタンイオン9咽、リン酸根イオン402
ppmおよびピロリン酸根イオン98咽である。
調整剤6: 硫酸チタン 10饅無水第2
リン酸ソーダ 70係水
18饅苛性ソーダ
2%上記配合でもって調整剤1と同様に
して 0.07%濃度の水溶液として建浴する。
この建浴液はチタンイオン13pINI+およびリン酸
根イオン328pPである。
(2)金属表面処理 上記表面調整剤を使用する以外は実施例1と同様に実施
する。
その結果を第1表に示す。表面処理外観の評価基準: ○:均−緻密なリン酸亜鉛皮膜の形成 △:ピロリン酸鉄析出、リン酸亜鉛皮膜にムラ発生 ×:黄錆ぎみ、テンパー発生

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 チタンイオン1〜100m、リン酸根イオン50〜
    1500pp!111 ピロリン酸根イオン10〜30
    0ppmおよび炭酸根イオン20〜1500ppInを
    必須成分として含有し、pH8,5〜9.5の水溶液で
    あることを特徴とするリン酸亜鉛処理用表面調整剤。 2 浸漬型処理で使用する上記第1項の剤。
JP56007028A 1981-01-19 1981-01-19 リン酸亜鉛処理用表面調整剤 Expired JPS5855229B2 (ja)

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EP82200062A EP0056675B1 (en) 1981-01-19 1982-01-19 Pretreatment composition for phosphatising ferrous metals, and method of preparing the same
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DE8282200062T DE3261311D1 (en) 1981-01-19 1982-01-19 Pretreatment composition for phosphatising ferrous metals, and method of preparing the same

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