JPS61257481A - りん酸塩皮膜化成処理用水性表面調整液 - Google Patents

りん酸塩皮膜化成処理用水性表面調整液

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JPS61257481A
JPS61257481A JP60099278A JP9927885A JPS61257481A JP S61257481 A JPS61257481 A JP S61257481A JP 60099278 A JP60099278 A JP 60099278A JP 9927885 A JP9927885 A JP 9927885A JP S61257481 A JPS61257481 A JP S61257481A
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    • 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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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−1二の利用分野] 本発明は、金属表面のり/υ酸塩皮膜化成処理、特にり
ん耐亜鉛系皮膜処理において、化成処理前に化成反応の
促進、す/υ酸塩皮膜重a(以下、皮膜重量という)の
低減ならびにりん酸塩皮膜結晶(以下、皮膜結晶という
)の均一化、及び微細化を目的どして用いられる、表面
調整用水溶液に関するものである。
[従来の技術] 従来、このJ:うな表面調整を目的どして使用される表
面調整用組成物(以下、表面調整剤という)については
、米国特許第287/1081号、第2322349号
、第2310239号などにより公知となっており、表
面調整剤に含まれる主な構成成分として、チタン、ピロ
りん酸イオン、オルツりん酸イオン、ナトリウムイオン
等が開示されている。
しかしながら、此等の公知の表面調整剤で新規に調製し
た表面調整用水溶液をりん酸塩皮膜化成処理工程に適用
した場合に、此等の何れの表面調整用水溶液の使用にお
いても、比較的に皮膜illの少ない緻密な皮膜を形成
させ、さらにその」ニに塗装した場合に満足な塗膜の密
着性並びに耐食性を与える効果が得られるが、前記表面
調整用水溶液を新規に調製した後、2日以上経時(この
経時には、新規調製後、適宜り/VV塩処理のために使
用しながら経時する場合と、新規調製後床使用のまま経
時する場合のいずれをら含む)した後のりん酸塩皮膜化
成処理において、皮膜結晶を和犬化ざ1!、ざらに皮膜
重量を215〜b ではそれ以上増大ざU、冑てして黄鉛の発生、不均一な
皮膜の生成などの化成不良を起す欠点を右していた。こ
の要因として表面調整用水溶液の経時劣化が挙げられる
すなわら、前記の表面調整用水溶液は経時劣化を起しヤ
)ずいので、新規調整後長期間にねたつで所望のりlυ
酸塩皮膜を安定して形成させることができなかった。
表面調整用水溶液が経時劣化を起したどきに、その水溶
液の新規調製当初の性能に戻ザために、この経時劣化し
た表面調整用水溶液の一部を煩繁に廃東更新することが
行われるが、ぞの表面調整用水溶液の適正<’K If
持が勤しく、経済性の点でも明らかに不利である。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明名等は、以−1−の欠点を解決で−るために、特
に表面調整用水溶液の経時劣化を抑1111することに
より皮膜重量の増加率を15%以内に抑制し、もって緻
密な皮膜結晶を形成さ1!ることを目的として、表面調
整用水溶液に対して秤々検同を打つlこ 。
[問題点を解決覆るだめの手段] 本発明名らが鋭意til+究した結果、チタン3〜10
0rlr11n、ピロリ/υ酸イAン60〜360D1
1m、全り/υ酸イオン(PO4として)150〜30
00Dr1m及び水溶性アニオン性右)人生合物を2 
= 300 ppmを含み、かつpHが8.0〜9゜5
である表面調整用水溶I L;l前述のような経時劣化
を起し到いこと、即ち金属表面を前記表面調整用水溶液
で表面調整したのらりん酸塩皮膜を形成さ氾た場合に、
その表面調整効果が持続されるので化成不良を起こさず
、しかし皮19結晶が緻密で、かつ、皮膜重量が表面調
整用水溶液の新規調製の場合と比べて15%以内の増加
率に収まるりん酸=  3 − 塩皮膜が得られること及び従来の表面調整剤ではその水
溶液の調製に使用できなかった水質の水でも本願発明の
表面調製用水溶液の14興に使用できることを見出して
本発明を完成した。
〔組成の説明〕
次に、本発明の表面調整用水溶液に含まれる各成分の濃
度及び作用効果について述べる。
チタンは、チタンコロイドを形成するが、3〜1100
ppの濃度が好ましい。3ppmより少ないと、皮膜結
晶の緻密化が不十分となる。1100ppより多いどぎ
は、3〜11001)l)と同様な皮膜結晶の緻密化が
はかれるが、経済的考慮から1001111mを上限と
するのが好ましい。
ピロりんMイオンは60〜360pmの濃度が好ましい
。60 I)ll1mより少ないと、皮膜結晶の緻密化
及び皮膜重量の低減化の効果が不十分になると共に、表
面調整用水溶液の経時劣化が著しくなる。
360ppmにり多いとり/vm亜鉛皮膜化成処理にお
いてり/V酸酸鉛鉛系皮膜が形成され難くなり、りん酸
鉄系の皮膜どなりやすい。60〜360pp+nの濃度
において、皮膜結晶の緻密化及び皮膜重量の低減化の効
果が十分になると共に、表面調整用水溶液中のチタンコ
ロイドの凝集を抑制する作用を右する。
全りん酸イオンは、HPO、PO4゜ P O等のイオンをPO4に換算した合計量で、150
〜3000ppmの濃度が好ましい。150ppmより
少ないと表面調整用水溶液中のチタンコロイドが凝集し
ゃずくなすり、経時劣化が著しくなる。3000 pI
)mより多いときは、特に悪影響はないが、経済的考慮
から上限を3000 ppmとするのが好ましい。
水溶性アニオン性有機化合物は、本発明にお(プる必須
の構成成分であり、その作用効果は次の通りである。
表面調整用水溶液中に存在しているチタンコロイドは全
体として、アニオンにチレージしかつ分散状態にある。
ところが、経時劣化によりコロイドの凝集がおきてくる
ために、表面調整用水溶液のm製初期の性能が保てなく
なる。このコロイドの凝・集を抑制Jるには、前jホの
ビ[1す/υ酸イAンが比較的効果があるが、長期間の
経時に対Jる凝集抑制効果が少なく経11:’l後の皮
膜車量増加率は2 E5−50%以上どなる。仮にビl
]りん酸イオンを多i6に含有させて、ブタンコロイド
の凝集を抑制ざl!ることがてパきても、過剰のピ1]
りん酸イオンは金属特に鋼表面と反応して、その表面を
不活性化し、次の工程にお(Jるり/υ酸塩化成処狸反
応を■害する1、そこで、水溶+(1アニΔン性イ1機
化合物を椙成成分どして表面調整用水溶液に含まけるこ
とにより、電気的反応の効果でブタンコロイドの分散を
安定化さl!、もって、その表面調整用水溶液での処理
において経時的に皮膜重量が増加するのを15%以内に
抑制することが可能どなる。
水溶性アニオン性有機化合物の一例どしては、ポリカル
ボン酸のすI−リウ1XJ2jj zアンモニウム塩、
アル:1ニルアミンJ温、ポリカルボン酸のj福とアク
リル酸エステル、アクリルアミド、アクリ[に1ヘリル
、不飽和ジカルボン酸塩との]ポリマー、イソブチレン
、マレイン酸のコポリマーのす1〜リウム酸又はアンモ
ニウム塩、スヂレン、マレイン酸の]ポリマーのす1−
リウム塩又はアンモニウム塩、綜合ナフタレンスルホン
酸のす1〜リウム塩又はアンモニウム塩等の11\ルマ
リン変性縮合ナフタ1ノンスルホン酸のノ用−リウム塩
、アンモニウム塩等を挙げることができるが、これらに
限定されるものではない。iI力度と1ノではポリカル
ボン酸系(よ2〜300p+)m、縮合ナフタレンスル
ホン酸系の場合ち又2〜300 ppmが好ましい。い
ずれの場合も、下限値J:り少ないと、チタン][1イ
ドに対する十分な分散効果がなく、経時劣化が抑制され
ない。
上限値より多いと、逆に、りん酸塩皮膜化成処理が■害
される。
1) l−1は、8.0〜9.5が好ましい。8.0を
下回ると、表面調整用水溶液中のチタンコロイドの等電
点に近づくためコロイドの凝集が起きやすくなり、皮膜
結晶の粗大化、皮膜1fflの増加をまねく。9.5を
上回ると、アルカリが強すぎるため、表面調整効果が期
待できない。
C′J?施例〕 以下に実施例を示し、本発明を更に興体的に説明する。
実施例 1 1、供試鋼板 JS−G−3141,5PCG 2、各処理液の準備 (1)アルカリ脱脂液 ファインクリナー14422 (日本パー力うイジング■製)を使用 pH約 10.2 全アルカリ度 16±1ポイン1〜 (10mでサンプル、ブロム フェノールブルー指示薬、 滴定液0.1規定 1−I  SO2での滴定値) (2)表面調整用水溶液(実施例、及び比較例)本発明
の表面調整用水溶液の実施例、及び比較例を第1表に示
す。
本水溶液の調製に比電導度150μS / cmの水道
水を使用した。
(3)りん酸塩皮膜化成処理液(りん耐亜鉛系)ボンデ
ライト L 3080 (日本パー力ライジング08)製)を使用M頭酸度  
 0.8〜1.0ポイン1〜(10戒ザンブル、ブロム
フ エノールブルー指示薬、滴 泥液0.1規定NaOHで の滴定値) 全酸度   22〜2/1ポイント (10威サンプル、フェノ− ルフタレイン指示薬、滴定 液0.1規定Na1l−(での 滴定値) 促進剤濃度(No2) 2.5〜3ポイン1〜(ザラ カロメーター法) 3、処理方法 (1)アルカリ脱脂 40±1℃ 180秒浸漬(2)
水 洗 (3)表面調製   室 温    30秒浸漬(4)
りん酸塩皮膜化成43±1°Cl2O秒浸漬(5)水 
洗 (6〉純水水洗 (7)水切乾燥   100℃ 4、りん酸塩皮膜の評価 (1)皮膜外観 ○・・・緻密にして均一なりん酸塩皮膜×・・・化成不
良(黄鉛発生、皮膜不均一)(2)皮膜重量 5%無水クロム酸水溶液にて剥離したのち剥前前後の重
準差より算出 (3)皮膜結晶サイズ 走査型電子顕微鏡(日本電子■製JSM−T100型)
にて結晶の大きさをμm単位で測定 実施例 2 表面調整用水溶液の調整のために比電導度600 u 
S / cmの工業用水を用いた以外は実施例1と同様
に実施した。その結果を第2表に示す。
第1表及び第2表から明らかなように、本願発明の表面
調整用水溶液は比較例の場合と比較してその調製直後の
場合においても、10日間静置(経時)後の場合におい
ても化成皮膜の外観、皮膜重量増加率、皮膜結晶サイズ
共に優っている。
比較例2は皮膜外観において実施例と概ね同等であるが
、経時後において皮膜重量増加率が非常に大ぎ(なり、
又皮膜結晶も粗大化するので明らかに劣る。又第2表の
データにより、表面調整用水溶液の調製において、本願
発明のものはその水溶液の調製の際に使用する水の水質
に性能的に影響を受りにくい事も特徴の1つとし、て挙
げることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したj:うに、本発明の表面調整用水溶液は、
チタン、ピロりん酸、水溶性アニオン性有機化合物を特
定した配合で含みpHを8.0〜9.5に特定したこと
により従来公知の表面調整用水溶液と比較して、その経
時劣化に対する優れた抑制効果を発揮し、安定したりん
酸′塩皮膜を得ることかできる。ざらに、表面iiI!
l整用水溶液の長期使用において初期の表面調整性能に
戻す必要が生じたとぎは、その水溶液の一部廃棄・更新
が行なわれるが、その場合におけるその表面調整用水溶
液の一部廃棄更新の;雅が少なくてずみかつその一部廃
棄更新の頻疫も著しく減少できるので表面調整用水溶液
の適正な維持管理、ならびに経済性の面で有利である等
の種々の優れた効果を奏する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属表面を清浄にした後、りん酸塩皮膜化成処理をする
    前に金属表面を調整する方法において、その表面調整用
    水溶液が、チタンとして3〜100ppm、ピロりん酸
    イオンとして60〜360ppm、全りん酸イオンがP
    O_4として150〜3000ppm、及び水溶性アニ
    オン性有機化合物を2〜300ppm含み、かつpHが
    8.0〜9.5であることを特徴とするりん酸塩皮膜化
    成処理用の表面調整用水溶液。
JP60099278A 1985-05-10 1985-05-10 りん酸塩皮膜化成処理用水性表面調整液 Granted JPS61257481A (ja)

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