JPS6050175A - 亜鉛および亜鉛合金の表面処理浴 - Google Patents

亜鉛および亜鉛合金の表面処理浴

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JPS6050175A
JPS6050175A JP15508783A JP15508783A JPS6050175A JP S6050175 A JPS6050175 A JP S6050175A JP 15508783 A JP15508783 A JP 15508783A JP 15508783 A JP15508783 A JP 15508783A JP S6050175 A JPS6050175 A JP S6050175A
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JP
Japan
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zinc
point
ions
ion
bath
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JP15508783A
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English (en)
Inventor
Katsuaki Yoshioka
吉岡 克昭
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Nippon Paint Co Ltd
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Nippon Paint Co Ltd
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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
    • C23C22/18Orthophosphates containing manganese cations
    • C23C22/182Orthophosphates containing manganese cations containing also zinc cations
    • C23C22/184Orthophosphates containing manganese cations containing also zinc cations containing also nickel cations

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、亜鉛または亜鉛合金の表面処理に関するもの
である。さらに詳しくいえば本発明は、亜鉛または亜鉛
合金に塗料を塗装する前の表面処理に関するものである
(従来技術〕 亜鉛または亜鉛合金たとえば自i1.Jll沖などの防
ii’r’i鋼叛としてよく使用される溶融亜鉛メッキ
、 7i’;:気亜鉛メッキ、合金化溶融亜鉛メッキ、
合金化電気亜鉛メッキ、亜鉛−ニッケルメッキ銅板(以
下におI/4ては亜鉛鋼板という。)と、その表面に塗
装された塗料膜との密着性を改善するために、塗装に先
だって亜鉛または亜−鉛鋼板の表面に化成皮月へを形成
することが行なわれている。
このような化成皮膜とプライマとの剥離を防止する目的
のもとに、亜鉛またはその合金鋼板を二段階処理する方
法が特公昭57−45833号公報に記載されている。
この公報に記載されている方法は、まず鉄、ニッケル、
コア々ルト、クロム、アンチモン、チタンあるいはマン
ガンを0.01〜10t/lと、グリシン、酒石酸、リ
ンザ酸、ヘキザヒドロキシヘプトン酸、エチレンジアミ
ンのナトリウム塩などを含有する処理浴で処理した後に
、さらに酸性リン酸塩、酸性アルカリ金属リン酸塩で処
理する方法である。
さらに亜鉛または亜鉛鋼板に化成皮膜を形成させる処理
浴として、亜鉛イオン(Zn++)0.5〜1.5r/
l、2価のニッケルイオン(N、−1−4つ0.1−4
9/l、z価のマンガンイオン(Mn++) 0.6〜
39/lなどの金属イオン、亜硝酸イオン、m−二トロ
ベンゼンスルホン酸、過酸化水素などの皮膜化成促進剤
、リン酸イオン5〜309/lf含有する処理浴組成が
特開昭57−152472号公報に開示されている。
これらの従来技術は処理工程数が多かった力、処理剤成
分が多いため、工程管灯や浴組成管理が容易でなかった
。さらに覗、在では性能に対する期待水準が高くなるい
っぽうであるから、」二記の浴組成でも満足できなくな
った。
要求水率の向上にともなって改良すべき点は、亜鉛鋼板
の脱脂、皮膜化成、カチオン軍5着、中塗、上塗などの
工桿を含む自動車塗装系においては、二次密着性(塗装
後にある程度の時間が経過[7た後の密着性)を向上さ
せるととである。
本発明者は、亜鉛鋼板を従来の浴組成によって処理した
場合に形成されるリン酸亜鉛皮膜が4分子の結晶水を含
有し、この皮膜がいったん脱水されて2水塩の皮膜とな
った後に復水するので結晶の機緘的強度を低下させ、二
次密着性劣化の原因になることを見出した。上記の脱水
現象は、主として電着塗膜を硬化させる際のりt付(約
150〜1socの温度で30分間程度)によって起こ
るものである。
(発明の目的) 本発明の目的は、二次密着性を向上させて、フルトスプ
レーテスト(耐食性の試験)、黒錆発生試験、大気暴露
試験力とによる性能が従来のものと同等である化成皮膜
を形成する処理浴組成を提供することである5 (発明の構成) 本発明者&i上記の目的を達成するために研究した結果
として、リン酸亜鉛結晶の脱水−復水という変化を防止
するためには、2価のマンガンイオンと21iIIiの
ニッケルイオンが特定の割合で処理浴中に含有されてい
ることが重要で、これらのイオンがリン酸亜鉛の結晶中
にMnおよび/ま念はNi量として5.3係以上混在す
れば、リン酸亜鉛の結晶の規則性が乱れ、またその結晶
格子間隔が小さくなる効果があり、これが復水の防1F
に役立つこと全確認し、本発明に至ったのであろう本発
明は、亜鉛イオン(Zn++) f 0.5− i 、
5 f/L、2filEのニッケルイオン(Nio)を
0.5〜4、、Ot /、t 、2価のマンガンイオン
(yn++)を0.3〜3.09/l、リン酸イオン(
PO4−)を5〜309/lの割合で含有する水溶、1
1.(であつ−C1しかも2イ曲のマンガンイオン文1
21曲のニッケルイオンの濃度比が3.0 ? / L
対0.5!/l(A点)、3、Or/を対4.0?/l
(B点)、11.35’/を対4.0g1t(0点)、
0.3f/を対+、Or / t (D虚)および0.
997を対帆5 ?/l (13点)の範囲内にあるこ
とを特徴とする処理浴である、■2鉛イオン(Zn’″
−)は自動車ゼデイ表面処理の際に、同時に処理される
鉄系表面に均一な皮痕全形成させるために外観の点から
重91成分であり、o、5yit未満であると均一な皮
膜形成の効果がなく、1.5ノ/を全超えると、鉄系表
面に7メスフメフイライトの少ない皮膜が形成され、鉄
系表面上の二次密層性能の点から好まlア〈シーい、好
ましくは帆7〜1.29/lである、 ニッケルイオン(Ni+〜1)は均−皮膜形成及び本発
明の主目的であるところの結晶水の復水を防止する作用
があシ、密着性の点から重要な成分であって* o−s
 ? / を未満ではMu++/ Ni量−’−(1”
J度比を変えても、結晶水の挙動に及ぼす効果がなく、
密層性が不充分である。
マンガンイオン(Mn−1−1−、はニッケルイオンと
の相互作用によって結晶水の復水防止の効果があり、密
着性の点から重要な成分である。0.3t/を以下では
、Mn++/NI++濃度比を変化させても密着性が不
充分である。
リン酸イオン(PO4−) の添加量は5〜309/1
1好ましくは10〜20 ?/lである。5171以下
では不均一な皮膜を形成しやすく、30yytをこえて
も本発明以上の効果は期待できガいう さらに、本発明にあっては、Mn−1−4−/N、++
濃度比が第1図の上記ABODE領域内にあることが必
須の条件であυ、好ま1−い範囲は第1図中のabcd
feの領域内である。abcdfeは2価のマンガンイ
オン対2@tiのニッケルイオンの濃度比が2.29 
/ を対帆59 / !、 (a点)、2.2f/を対
2.2f/l(b点)、0.3 f / L対2.2f
/l(c点)、0.3t/L対1.8 t/l (d点
ン、0.69 / L対1.0r/l(f点)および1
.1f/z対0.5 f/ L (a点)の各点によっ
て囲まれた領域を指す。
マンガンイオンおよびニッケルイオンの添加量がこの領
域を越えても本発明以上の効果は期待できず、経済的に
不利である。
〈その他の成分〉 本発明の処理浴は、従来の処理浴に添加されていた皮膜
化成促進剤(亜硝酸イオン、ニトロソ4ンゼンスルホン
酸イオン、過酸化水素などン、硝酸イオン、堪素酸イオ
ン、弗素イオン、硼弗化イオン等積々の成分を併用して
もさしつかえない。
(実施例〉 本発明の実施例と、本発明によら々い比較例とを以下に
示すが、下記の実施例1本発明を制限するものではない
〈対象金属〉 電気亜鉛、電気亜鉛メッキ鋼板、溶融亜鉛、溶融亜鉛メ
ッキ鋼板、合金化電気亜鉛お」:び合金化電気亜鉛メッ
キ鋼板を使用した。
〈ニリン酸塩処理浴〉 第1表に示すZn4+、Mn−+−+、NI++および
po4−m−の組成を有する浴にさらにNO2−0,0
6f / L 1N(h−4,Of / Zおよび(3
tOs O,7f/lを添加した処理浴を使用した。
第1表 処理浴組成 く工程〉 上記の対象金属の表面金、下記の順序に従って処理した
脱脂→水洗→表面調整→化成→水洗→ 純水洗−十乾燥→塗装(密着性試験) ↓ 乾燥(復水率測定) く各工程の条件〉 上記の各工程を下記の条件のもとに逆行したつ脱脂:ア
ルカリ脱脂剤〔日本ペイント■製リドリン53(商品名
)、2重量%濃度〕を使用し、600で2分間ディップ
する。
水洗:水道水を使用して11. 、T 、 20秒間水
洗する。
表面調整:表面調整剤〔日本ペイント■製フイキソヂン
5N−5(商品名〕、0.1重負係濃度〕を使用してR
,、T。20秒間浸漬すZl、。
化成:上記の処理浴を使用して、53℃で2分間ディッ
プする。
水洗:水道水を使用してR、T 、 20秒間水洗する
純水洗:イオン交換水全使用して+1. ’l’ 、 
20秒間水洗する。
乾燥=100℃の熱風で10分間乾燥する、塗装:カチ
オン電着塗料〔日本ペイント■製パワートップ’(+−
30(商品名)グレー〕を膜厚20ミクロンに塗装し、
180℃で30分間焼付け、中塗塗料〔日本ペイント■
爬オ刀・ガS−52Eシーラー(商品名)〕を膜厚30
ミクロンに塗装し、さらに上塗塗料〔日本ベイン) t
A43製オルガG−264L805 (商品名)ホワイ
ト〕を膜厚30ミクロンに塗装し、全体で3コート:3
ベークの塗装板金V<Iて5これを密偕性試醗に供する
っ 〈試験方法〉 採用した試験方法は、下記のとおりである。
密着性試験:塗装板を40Cの脱イオン水にlO日間浸
漬した後、1閂間隔と2閉間隔のゴ・々ン目(100個
)全鋭利なカッターで形成し2てその各面に粘着テープ
を貼着した後、これらを剥離し、塗装板に残っているゴ
・27目塗膜の数を数える。
復水試験: 35 X 50 msのサンプA−を切出
し、熱風乾燥炉内で1.80℃に20分間保持して結晶
水を脱水させる5次にパック:1.−よびエツジを粘着
性ポリエステルテープでシールしで7!0℃の脱イオン
水に58間浸漬したのち、付着]−た水全紙で軽く拭き
取る。このザンプルiX線回折装置にかけ、4水塩と2
水塩のピーク強度を測定する、たとえば0【1管球の場
合にIjl、 4水塩の20−9.65°、2水塩の2
0−11.3°である7十記のピーク強度にもとづいて
下記の式によって復水率を計算する。
復水率(@− 4水塩ビ一ク強度 試験成績を第2表ないし第4表に示す。
(発明の効果) 本発明は処理浴を付g成する成分が減少したので、浴組
成の管理が容易となった7 また、本発明に基づく、マンガンイオンおよびニッケル
イオンを特定の比率で含むリン酸亜鉛皮膜は、いったん
脱水が起った後は結晶の規則性が乱れ、結晶格子間隔が
小さなものに々るので、当該皮膜中へ水がふたたび授透
することができなくなったものとMft察される、した
かつ−C1本発明の処理浴によって形成した皮膜を有す
る鋼板に塗X′lを塗装した際にはt 17εpi%の
結晶が密になったことによって当該皮膜が破壊されにく
くシ・す、さらに当該皮膜と電涜プライマ間の二次密着
性が向上する。
【図面の簡単な説明】
添付(7)図面は、2価のマンガンイオンの濃度と2価
のニッケルイオンの儂度との関係を表示したグラフであ
る。 出願人 日本ペイント株式会社 代理人 弁理士 井 坂 實 夫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 亜鉛イオン(Zn)を0.5〜1.59 / t、
    2価のマンガンイオン(Mn++ンを0.3〜3.Of
    //l、2価のニッケルイオンを0.5〜4.Oy/l
    、リン酸イオン(PO4−) ’e 5−30t/Lの
    割合で含有する水溶液であって、しかも2価のマンガン
    イオン対2価のニッケルイオンの濃度比が3゜Of/を
    対0.57/l(A点)、3.0971.対4.Of/
    1(I(点〕、0.3ry/を対4.0f/l(0点)
    、0.3f/を対1..Of/l(D点)および0.9
    9 / を対0.5f/l(E点)の範囲内にあること
    を特徴とする亜鉛および亜鉛合金の表面処理浴。 2.2価のマンガンイオン(Mn科) ト217iのニ
    ッケルイオン(N+ )の濃度比が2.2り/を対0.
    59/l(a点)、2.21//を対2.22/2(b
    点)、o、a y /l 82.21/ t(a点)、
    0゜3y7を対1.8り//、(d滴)、0.69/を
    対1−.Or/7(f点)および1.1y7を対0.5
     r /l(e点)の府、凹円にあることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の亜鉛および亜鉛合金の表面
    処理浴。
JP15508783A 1983-08-26 1983-08-26 亜鉛および亜鉛合金の表面処理浴 Pending JPS6050175A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0219779A2 (de) * 1985-10-18 1987-04-29 Gerhard Collardin GmbH Verfahren zur Phosphatierung elektrolytisch verzinkter Metallwaren
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JPH0353079A (ja) * 1989-07-20 1991-03-07 Nippon Parkerizing Co Ltd 亜鉛系めっき鋼板のリン酸塩化成処理方法
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