JPS6034912B2 - 塗装前処理法 - Google Patents

塗装前処理法

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JPS6034912B2
JPS6034912B2 JP56061291A JP6129181A JPS6034912B2 JP S6034912 B2 JPS6034912 B2 JP S6034912B2 JP 56061291 A JP56061291 A JP 56061291A JP 6129181 A JP6129181 A JP 6129181A JP S6034912 B2 JPS6034912 B2 JP S6034912B2
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phosphate
coating
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corrosion resistance
inhibitors
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JP56061291A
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義弘 尾家
丈夫 千葉
康彦 三吉
実 米野
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Publication date
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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
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment
    • 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
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は塗装耐食性のすぐれた塗装前処理法に関するも
のである。
鋼材は一般に防食の目的で表面に塗装を施して使用され
る。
塗装は腐食環境に応じてその種類、厚さ、方法が適当に
選ばれるが、塩素イオンが関与する環境で使用される鋼
材、例えば海洋、海浜環境に於ける構造材や、冬期道路
凍結防止の目的で塩散布が行われる地域を走行する自動
車車体などは激しい腐食を受ける。従って耐食性のすぐ
れた塗装を施すべく種々の工夫がなされている。ところ
で塗装前処理の良否は塗装耐食性に大きな影響を与える
ことが知られており、一般には1」ン酸塩処理、クロメ
ート処理がなされているが充分でない。従ってすぐれた
塗装前処理法を開発するならば、良好な塗菱耐食性が得
られることが期待される。本発明者らは上言己実情に鑑
み、種々の実験を重ねた結果、被塗装材表面にljン酸
塩皮膜を形成せしめた後、特定のィンヒビタ−を含む水
溶液を塗布、散布または浸債によって付着させ、乾燥し
、しかる後に塗装を施すならば、塗布後の耐食性が塩素
イオンが関与する環境下に於いても著しくすぐれている
ことを見し、出し、本発明をなしたものである。
すなわち本発明は被塗装材表面に通常の方法で0.3〜
10夕/れのリン酸塩皮膜を形成せしめた後、クロム酸
以外の酸化型ィソヒビタ−沈でん型ィンヒビターのうち
1種または2種以上を単独あるいは複合で1蛇pm以上
20%以下含有する水溶液を散布、塗布または浸債によ
って付着せしめ、しかる後に乾燥させることを特徴とす
る塗装前処理法にある。
以下本発明を詳細に説明する。
まずィンヒビタ−とは金属が腐食している環境に少量添
加されて、金属の腐食を抑制する物質を言い、腐食抑制
剤とも呼ばれている。ィンヒヒーターには種々の分類法
があるが、その作用機構からは酸化型、沈でん型、吸着
型の3つに分類できる。酸化型は更にアノード抑制型、
力ソート復極型に分類され、次でん型は更にカソード抑
制型、混合抑制型に分類される。ィンヒビターは従釆よ
り金属の腐食抑制剤として広く使われている。
例えば金属を浸潰した腐食液中にィンヒビターを添加す
れば、酸化型は金属表面を酸化し、場合によっては不鰯
態化することにより、又沈でん型は各種沈でん皮膜を形
成することにより、さらに吸着型は表面に吸着すること
により、それぞれ腐食を抑制する。ィンヒビターを塗膜
下に存在せしめるならば、腐食環境下に於いて塗膜を通
して、水腐食性イオン等が侵入した場合、同様な作用を
及ぼすことが期待される。しかしながら実験の結果、塩
素イオンが関与する腐食環境下では充分な塗装耐食性は
得られないことが明らかになった。そこで本発明者らは
リン酸塩皮膜との組合せを試みた。
リン酸塩皮膜は従来より塗装前処理として実施されてお
り、下地鋼板を被覆すると同時に塗膜との機械的密着強
度を高めて塗袋耐食性を向上させるが、前述のごとく塩
素イオンが関与する腐食環境下では効果が不充分であっ
た。ところがリン酸塩処理後特定のィンヒビタ−、すな
わちクロム酸塩以外の酸化型ィンヒビター、沈でん型ィ
ンヒビ夕−の水溶液を用い、乾燥後に塗装を施した場合
には、耐食性が著しく向上することが判明した。リン酸
塩皮膜とィンヒビタ−との組合せによって著しい効果が
発揮される原因は未だ完全には明らかではないが、次の
ように推定される。
リン酸塩皮膜には局部的にピンホールや弱い部分が存在
し、その部分は腐食し易いが、ィンヒビタ−は弱い部分
を保護し、腐食を抑制することが第一に考えられる。し
かしながら更に重要な相乗作用は塗膜との機械的密着強
度の増大であろう。
すなわち被塗装材表面にィンヒビ夕−のみを存在させた
後、塗装した場合や、リン酸塩皮膜のみを形成させた後
、塗装した場合に比較して、両者を線合せた後、塗装し
た場合は密着性が著しく良好であった。塗膜の機械的密
着強度が高いならは、塗膜を通して侵入した水分など腐
食性物質が塗膜下に溜まりにく〈、従って下地の腐食が
抑制される。リン酸塩皮膜は特有の凹凸を有し、投錨効
果によって塗膜と密着するが、クロム酸塩以外の酸化型
ィンヒビターやめでん型ィンヒビタ−はそれ自体塗膜と
密着し易い性質を有している。両者の組合せによって、
良好な密着強度が得られ、塩素イオンか存在する環境下
に於いても耐食性が充分良好になるものと考えられる。
次に本発明に於いて形成されるリン酸塩皮膜は通常の方
法、例えばリン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸カルシウムな
どを主成分とし、促進剤などを添加した通常のリン酸塩
処理液を被塗装材表面に噂霧するか、あるいは被塗装材
を処理液中に浸綾することによって形成せしめた皮膜で
よい。
皮膜の主成分は通常、リン酸鉄、リン酸亜鉛、リン酸鉄
亜鉛、リン酸カルシウム等である。この場合リン酸塩皮
膜量の下限を0.3夕/力としたのは、0.3夕/め未
満では皮膜による下地の被覆が不充分であって、例えィ
ンヒビタ−を塗布したとしても塗装後耐食性が不充分な
ためである。
上限については10夕/れを超えると皮膜が厚くなって
、剥離し易くなり、塗装後耐食性がむしろ下良となるの
で109/あとした。また本発明に言うクロム酸塩以外
の酸化型ィンヒビターとしては、例えばリン酸塩、ポリ
リン酸塩、ケイ酸塩、ポリケィ酸、ホウ酸塩、ポリホウ
酸塩、炭酸塩、安息香酸塩、ケィ皮酸塩、亜硝酸塩、硝
酸塩、タングステン酸塩、モリブテン酸塩、過テクネチ
ウム酸塩などが挙げられる。一方、沈でん型ィンヒビタ
−とは、例えば亜鉛塩、カルシウム塩、マグネシウム塩
、ベリリウム塩、アルミニウム塩、ホスホン酸塩、ヒド
ロキシキノリン、プロ/ぐギルアルコール、アミノアル
コール、ジアミン等が挙げられる。これらの水溶液をリ
ン酸塩処理後の被塗装材表面に塗布して乾燥しその上に
塗装を施すならば、これらィンヒビターは塗膜の下に存
在するかたちとなる。
種々の実験を行なった結果、3つのタイプのィンヒビタ
−のうち、酸化型と枕でん型はリン酸塩皮膜と共存した
場合に塗装耐食性向上に非常に有効であり、吸着型は効
果が小さかったので、本発明では前二者を選んだ。但し
、酸化型のうちクロム酸塩は単独では効果が薄く、かつ
廃液処理等も煩雑であるので除外した。ィンヒビターは
単独でも効果があるが、2種以上混合して用いれば一層
有効である。
特に酸化型と次でん型との複合は効果が高い。クロム酸
塩も複合効果があると考えられる。これらの水溶液を塗
布後乾燥するのであるが、実験の結果、濃度loppm
末満では効果が薄いので、濃度の下限をloppmとし
た。上限については20%を超えるとィンヒビターの付
着量が多くなり過ぎる結果、ィンヒビタ一層か層内剥離
し易く塗装耐食性がむしろ低下するので20%と定めた
。用いる水溶液はィンヒビタ−のみを熔解または懸濁さ
せたものでもよいが、pH調整剤など通常ィンヒビター
を使用する場合に共存させる物質等を共存させたもので
もよい。
更にィンヒビタ−を予め有機溶剤に溶解させた後に水に
溶かしてもよい。これら水溶液を浸債ではなく散布や塗
装により用いる場合に、被塗装材の全面に施8ことが望
ましいが、一部にのみ施した場合でも効果が高い。
乾燥は常温または加熱して行う。本発明に言う被塗装材
とは、鋼板、鋼帯、型鋼、樟鋼、線村などを指すが、通
常の普通鋼鋼村、合金鋼鋼材以外に亜鉛、亜鉛合金、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合
金、金属粉末の入った有機皮膜など、表面にリン酸塩皮
膜を形成させることが可能な金属や皮膜で表面を被覆し
た鋼材も含まれる。
以上詳述したごと〈、本発明はすぐれた塗装耐食性の得
られる塗装前処理法である。
次に実施例により本発明の効果を更に具体的に説明する
。実施例被塗装材表面に各種リン酸塩処理とィンヒビタ
ー処理を施した後、メラミン樹脂系塗料を80仏塗装し
た。
塗装した材料について塩水噴霧、乾燥、湿潤、結露、冷
却を組合させサイクルテストを100サイクル実施し、
錆(鉄錆、亜鉛錆など金属錆)の発生状況を調べて塗装
耐食性を評価した。評価は錆発生面積で行ない20%以
上を×、8〜20%を△、3〜8%を○、3%以下を◎
で表示した。○以上が合格である。結果を第1表に示す
表中1,3,6,8は比較の方法、他は本発明の方法で
ある。リン酸塩皮膜量が本発明の範囲外である1,8の
方法、溶液中のィンヒビター濃度が本発明の範囲外であ
る3,6の方法で前処理を施した場合は、塗装後の耐食
S 女 薄 セ 蓮 熱 譲 轡 次 縦 糠 数 に S 慾 羊 ※ 性が不充分である。
それに対し、本発明の方法で前処理を行うならば、塗装
後の耐食性が塩素イオンが関与する腐食環境下に於いて
も充分良好である。また、27〜35の方法に見られる
ように、インヒビターは単独よりも混合添加の方が効果
が高い。以上詳述したごと〈、本発明はリン酸塩処理と
ィンヒビター処理とを粗合せることによって、すぐれた
塗装耐食性が得られるような塗装前処理法を提供するも
のであって、その実用的価値は誠に大きい。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被塗装材表面に通常の方法で0.3〜10g/m^
    2のリン酸塩皮膜を形成せしめた後、クロム酸塩以外の
    酸化型インヒビター、沈でん型インヒビターのうち1種
    または2種以上を単独あるいは複合で10ppm以上2
    0%以下含有する水溶液を散布、塗布または浸漬により
    付着せしめ、しかる後に乾燥させることを特徴とする塗
    装前処理法。
JP56061291A 1981-04-24 1981-04-24 塗装前処理法 Expired JPS6034912B2 (ja)

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