JPS5929673B2 - 亜鉛及び亜鉛合金メツキ鋼板の表面処理方法 - Google Patents

亜鉛及び亜鉛合金メツキ鋼板の表面処理方法

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JPS5929673B2
JPS5929673B2 JP7444077A JP7444077A JPS5929673B2 JP S5929673 B2 JPS5929673 B2 JP S5929673B2 JP 7444077 A JP7444077 A JP 7444077A JP 7444077 A JP7444077 A JP 7444077A JP S5929673 B2 JPS5929673 B2 JP S5929673B2
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salt
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water
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稔 蒲田
征順 樋口
正己 大沢
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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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

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は亜鉛メッキ鋼板又は亜鉛合金メッキ鋼板の表面
処理法に関するものであり、特にクロムを含まない無害
の表面被膜を亜鉛又は亜鉛合金メッキ鋼板の表面に生成
せしめ、亜鉛又は亜鉛合金表面に耐食性に優れ、かつ塗
料密着性、塗装後の耐食性の良い被膜を生成せしむる方
法に関するものである。
一般に亜鉛又は亜鉛合金メッキ鋼板は、その表面の耐食
性向上、特に高温、多湿状態に於ける白錆発生の防止、
或いは塗料密着性、塗装後の耐食性向上等を目的とした
表面処理が行なわれている。
この表面処理法としては、クロム酸、クロム酸塩系及び
これらを主成分とした種々の水溶液による浸漬処理或い
は電解処理が、従来から最も広く行なわれている。この
様な、クロム酸、クロム酸塩系の表面処理は、亜鉛又は
亜鉛合金表面の耐食性向上(白錆防止)、塗料密着性、
塗装後耐食性の向上に優れた方法である。しかるに、こ
れらの処理法はクロム酸塩を用いるために、作業性、廃
水処理、或いは製品の取り扱いの点で難点がある。
その他、亜鉛又は亜鉛合金表面の表面処理法として、無
機リン酸塩系の処理浴が広く用いられている。しかし、
このリン酸塩系による表面処理は、亜鉛又は亜鉛合金メ
ッキ鋼板の塗料密着性、塗装後の耐食性向上に対して、
優れた方法であるが、塗装をしない用途或いは塗装する
迄の貯蔵期間が長い場合には、その耐食性の点で難点が
ある。
本発明者等は、前記亜鉛又は亜鉛合金メッキ鋼板の耐食
性、塗料密着性及び塗装後耐食性を向上せしめるととも
に、更に用途によつては、加工して脱脂、燐酸塩処理等
の化成処理が行なわれるが、その場合の脱脂工程での被
膜除去が容易に行なわれ、燐酸塩処理等の化成処理性が
優れた、クロムを全く含まない、かつ無害な表面処理方
法を種々検討した結果、ミオーイノシトールの2〜6個
の結合燐酸エステルのMg金属塩、Zn金属塩、Ni金
属塩、Co金属塩の水溶液を主成分とする水溶液に、水
溶性樹脂を添加した水溶液を用いて、溶液中での浸漬処
理或いはスプレィ、ロールコーター等による溶液の塗布
処理を行なうことにより、耐食性、塗料密着性、塗装後
の耐食性及び燐酸塩処理性に優れ、従来のクロム酸系或
いは無機リン酸塩系の表面処理に優る表面処理被膜を付
与せしめる事を見出した。次に本発明の詳細を以下に述
べる。
本発明に示すミオーイノシトールの2〜6個の結合燐酸
エステルとは、ミオーイノシトールのジリン酸エステル
、トリリン酸エステル、テトラリン酸エステル、ベンタ
リン酸エステル、ヘキサリン酸エステルのことを示す。
また、ミオーイノシトールのヘキサリン酸エステルとは
、通称名フィチッ酸のことで、糖類、穀類、胚芽類、そ
の他植物種子に存在するフィチッを抽出後、イオン交換
処理により得られ、このヘキサリン酸エステルを加水分
解して、ジーペンタ燐酸エステルの混合物よりイオン交
換による分離処理によりそれぞれの単晶が得られる。
更に、上記の如き天然物からの抽出以外にも、アルコー
ル類とリン酸縮合リン酸或いはこれらの塩類との合成に
よつても得られる。
本発明の処理浴としては、ミオーイノシトールの2〜6
個の結合燐酸エステルのMg金属塩、Zn金属塩、Ni
金属塩、CO金属塩の一種又は二種以上の5〜250f
/tの水溶液が主成分として用いられる。
本発明の主成分として使用される2〜6個の結合燐酸エ
ステルMg塩、Zn塩、Ni塩、CO塩とはイノシトー
ルの各々2〜6個の結合燐錯エステルのすべて或いは一
部が、MgsZn,.NilCOで置換されている水溶
性の塩類のことであり、これら金属、或いは金属酸化物
の溶解、又はこれら金属のリン酸塩、炭酸塩、水酸化物
、硝酸塩等のイノシトールの2〜6個の結合燐酸エスチ
ル−の溶解により作られるものである。
又、上記主成分の水溶液に添加される水溶性樹脂として
は、水溶性アクリル樹脂〈例えば、商品名日本純薬製ジ
ユリマ一AC−10M〉、水溶性エポキシ樹脂(例えば
、商品名長瀬産業製デナコ―ルEX−313)、ポリビ
ニールアルコール(PVA)等が0.5〜50f/tの
割合で添加される。
本発明においては、PHlO以下の範囲に調整すること
が好ましく、これらの溶液は上記金属塩の単独水溶液或
いは二種以上の混合金属塩の水溶液に、水溶性樹脂の単
独又は二種以上の混合添加水溶液が用いられる。
そして、これらの水溶液の濃度がミオーイノシトールの
2〜6個の結合燐酸エステルのMg塩、Zn塩、Ni塩
、CO塩の主成分の濃度が57/t以下では、水溶性樹
脂を上記の範囲で添加して、所定の処理を行なつても耐
食性、塗料密着性、塗装後耐食性等の性能が不良である
。又、本発明の主成分とするミオーイノシトールの2〜
6個の結合燐酸エステルのMg塩、Zn塩、Ni塩、C
O塩の濃度が2507/t以上では、濃度をいくら増加
しても、処理被膜の特性には殆んど変化がないが処理浴
濃度が余り高いと被処理材によつて処理浴の外に持ち出
される量が多く、不経済になるので工業的には250y
/tが限度と考えられる。
次に、本発明の主成分に添加すべき水溶性樹脂の添加量
は、ミオーイノシトールの2〜6個の結合燐酸エステル
のMg塩、Zn塩、Ni塩、CO塩の一種又は二種以上
の5〜2507/tの水溶液に対して、0.5〜50f
/tの濃度範囲で添加される。
この水溶液樹脂の添加は、ミオーイノシトールの2〜6
個の結合燐酸エステルのMg塩、Zn塩、Ni塩、CO
塩の一種又は二種以上の水溶液のみで、亜鉛又は亜鉛合
金メツキ鋼板に処理を施した場合に比して、塗料の密着
性、特に本発明の方法を施した塗装材の加工後の塗料密
着性が著しく優れている。
さらに、また一般に表面処理された亜鉛又は亜鉛合金メ
ツキ鋼板は、その用途に応じてしばしば加工を行なつて
から脱脂処理を行なつて、燐酸塩処理等の化成処理が施
されてから塗装される事が多い。その場合、本発明の方
法は、現用一般に使用されているアルカリ系脱脂浴によ
つてその被膜除去が容易に行なわれ、燐酸塩処理等の化
成処理が容易に均一に行なわれ、化成処理後の塗装処理
材の性能を著しく向上させる。そして、この水溶性樹脂
の添加量が0.5v/t以下では、所定の処理を行なつ
ても、上記の塗料密着性、燐酸塩処理等の化成処理性が
向上しない。
又、507/t以上の濃度では、濃度をいくら増加して
も、処理被膜の特性には殆んど変化がなく、むしろ水溶
性樹脂の濃度が増加しすぎると本発明の処理浴の粘度増
加により、均一処理性が困難となり、均一な処理後の表
面外観が得られなくなるとともに、被処理材によつて処
理浴の外に持ち出される量が多く、不経済になるので工
業的には507/tが限度と考えられる。更に、本発明
の処理浴のPHは10以上では耐食性能が劣化し始める
ので好ましくないが、10以下にPH調整して使用する
と亜鉛又は亜鉛合金メツキ鋼板に本発明の目的とする耐
食性能、塗料密着性、塗装後耐食性、及び燐酸塩処理等
の化成処理性が得られる。
次に、本発明による処理方法としては、本発明の前記処
理浴が室温から90℃の浴温の範囲で使用され、短時間
(0.5〜30秒、好ましくは1〜10秒間)の浸漬処
理、スプレー処理、ロールコーター処理等の塗布処理を
、亜鉛又は亜鉛合金被覆層を有する金属材料の表面に施
し、ついでゴムロール、高圧気体等公知の払拭手段によ
つて過重の残液を除去し、50℃〜350℃、好ましく
は80℃〜200℃の温度範囲で乾燥.熱処理が行なわ
れる。
この乾燥.熱処理は、本発明の方法においては、この温
度範囲で0.3〜60秒、好ましくは0.5〜10秒間
行なわれる。
この処理によつて、亜鉛又は亜鉛合金表面に安定な処理
被膜が形成され、耐食性、塗料密着性、塗装後耐食性に
優れた被膜が得られるが、この工程を行なわなければ表
面に付着した被膜が水分等の存在によつて溶解してしま
い、本発明の目的とする性能が得られない。又乾燥.熱
処理温度が350℃以上であると被膜が加熱分解してし
まい、同様に本発明の目的とする処理被膜が得られなく
なる。そして、本発明の処理法においては、この乾燥6
.熱処理の工程が特に重要であり、処理被膜の不溶解化
反応が充分でないと耐食性が充分でないと共に、塗装、
焼付け後の放置により、塗装全面に微少フクレ(ブリス
タ一)が発生する等の欠点を生じ、塗料の密着性及び塗
装後の耐食性が著しく劣化する。
以下に本発明の実施例を示す。
表は各試験例を示したもので、表中比較例Cは各試験例
において水溶性樹脂を使用しないミオーイノシトールの
水溶液塩を用いた場合の性能を示す。実施例 1 厚さ0.8Twnの冷延鋼板を、オルソケイ酸ソーダー
水溶液中で電解脱脂、次いで硫酸水溶液中で酸洗した後
、酸性亜鉛電気メツキ浴を用い、片面当リメツキ量20
7/dの電気亜鉛メツキを行なつた。
かくの如くして作つた電気亜鉛メツキ鋼板を水洗後直ち
に、フィチッ酸509/Tl367/tのMg3(PO
4)2.3H20112.57/tの水溶性アクリル樹
脂(商品名;ジユリマ一AC−10M)、残部水からな
る処理液中に50℃で3秒間浸漬処理して引き揚げ後ロ
ールで余剰の処理液を絞り、100℃で7秒間乾燥.熱
処理を行なつた。実施例 2 実施例1で作成した電気亜鉛メツキ鋼板を用い、フィチ
ッ酸50v/Tl4O7/TMgHPO4.3H2O、
37/tの塩基性炭酸亜鉛、17/tの水溶性エポキシ
樹脂(商品名;デナコールEX一611)、207/t
の水溶性アクリル樹脂(商品名:ジユリマ一AC−10
M)、残部水からなる常温の処理浴を5秒間スプレイ処
理して、ロール絞り後、150℃で3秒間乾燥.熱処理
を行なつた。
実施例 3 厚さ0.4wnの冷間圧延材(ASCOld材)を用い
、ゼンヂマ一法により、メツキ量片面当り1007/d
の熱漬亜鉛メツキを行なつた。
かくの如くして作つた熱漬亜鉛メツキ鋼板を直ちに、フ
ィチッ酸75v/Tl53.5V/Tf)Mg3(PO
4)2.5H20,2.57/tの硝酸コバルト、15
7/tの水溶性アクリル樹脂(商品名;アロン10H)
、残部水からなる処理浴中に60℃で1.5秒間浸漬処
理して引き揚げ後、高圧空気で余剰の処理液を絞り、1
80℃で5秒間乾燥。熱処理を行なつた。実施例 4 厚さ1.2TWLの冷延鋼板を;苛性ソーダー水溶液中
で電解脱脂、次いで塩酸水溶液中で酸洗した後、電気メ
ツキ法により、メツキ量片面当り107/dのZn−4
0%Sn合金メツキを行なつた。
かくの如くして作つた、電気Zn−Sn合金メツキ鋼板
を水洗後直ちにミオーイノシトールのペンタリン酸エス
テル607/Tl277/tの塩基性炭酸マグネシウム
、107/tの水溶性アクリル樹脂(商品名;ジユリマ
一AC−10L)、残部水からなる処理浴中に常温で5
秒間浸漬処理して引き揚げ御ロールで余剰の処理浴を絞
り、125℃で5秒間乾燥.熱処理を行なつた。実施例
5 実施例1で作成した電気亜鉛メツキ鋼板を用い、フィチ
ッ酸75f7/T,42.5r/tの塩基性炭酸ニツケ
ル、5t/tの水溶性エポサシ樹脂(商品名;デナコー
ルEX−313)、残部水からなる50℃の処理浴を用
い、ロールコーターで処理浴を塗布後、180℃で3秒
間の乾燥.熱処理を行なつた。
上記実施例で得られた処理鋼板の耐食性能〈SST(J
IS237l)、H.C.Test〉、塗料密着性能〈
ゴバン目、デユポン衝撃、エリクセン。
テーピング試験〉、塗装後耐食性く塗装後塩水噴霧試験
、塗装後屋外曝露試験〉及び化成処理く脱脂処理(商品
名;パーコクリーナ一364S)→表面調整処理(商品
名;パーコレンZ)→燐酸塩処理(商品名;ポンチライ
ト139)〉後の燐酸塩処理性、塗料密着性、塗装後耐
食性〈塗装後塩水噴霧試験、塗装後湿気槽試験〉試験に
ついての試験結果を第1表及び第2表に示した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ミオ−イノシトールのジリン酸エステル、トリリン
    酸エステル、テトラリン酸エステル、ペンタリン酸エス
    テル、ヘキサリン酸エステルのMg塩、Zn塩、Ni塩
    、Co塩の一種又は二種以上の5〜250g/lの割合
    で含有する水溶液に、水溶性樹脂を0.5〜50g/l
    の割合で含有せしめた水溶液を、亜鉛及び亜鉛合金メッ
    キ鋼板に塗布、乾燥、熱処理を施すことを特徴とする亜
    鉛及び亜鉛合金メッキ鋼板の表面処理方法。
JP7444077A 1977-06-24 1977-06-24 亜鉛及び亜鉛合金メツキ鋼板の表面処理方法 Expired JPS5929673B2 (ja)

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