JPS6169974A - 電着塗装前処理用リン酸亜鉛系皮膜化成法 - Google Patents

電着塗装前処理用リン酸亜鉛系皮膜化成法

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JPS6169974A
JPS6169974A JP19123484A JP19123484A JPS6169974A JP S6169974 A JPS6169974 A JP S6169974A JP 19123484 A JP19123484 A JP 19123484A JP 19123484 A JP19123484 A JP 19123484A JP S6169974 A JPS6169974 A JP S6169974A
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Yoshiji Shirogane
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Shigeki Matsuda
茂樹 松田
Hiroyuki Nagaya
宏之 長屋
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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
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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、鉄系材料の表面に電着塗装を行う前処理とし
て常温の化成液でも鉄系材料表面にリン酸亜鉛系皮膜化
成が出来る、電着塗装前処理のリン酸亜鉛系皮膜化成法
に関するものである。
(従来技術〕 従来より、亜硝酸イオンを含有させた酸性のリン酸亜鉛
系皮膜化成液にて鉄系材料を処理しC結晶性リン酸亜鉛
系皮膜を化成させ、電着塗装の性能の向上に重要む工業
的役割を果していることは良く知られている。
このリン酸亜鉛系皮膜化成液は、加温することにより、
主成分の第1リン酸亜鉛が、 Zn (1−12PO4)2= Zn  HPO4+ H3PO4−−−−−−−−−(
1)3Zn HPO4= Zn  (PO)   +l−13PO4・・・(2)
の解離をおこし、ある点で平衡に達する。この状態の液
に鉄系材料を浸1資すると、 2 ト’3   P O4+  Fe  −)Fe (
H2PO4)2+H2・・・・・・(3)の反応により
鉄が液中に溶解し鉄系材料表面と液との界面における液
の9日が高まる(″ir1離リン酸度が下がる)ので、
前記、(1)、(2)式の解離が左から右へ進み不溶解
性す第2又は第3リン酸亜鉛が生成した瞬間に鉄系材料
表面に結晶として析出し、リン酸亜鉛系皮膜になるとさ
れている。
このように、鉄系材別表面にリン酸亜鉛系皮膜を化成さ
せるには化成液の加温が必要であり、通常電着塗装前処
理用は40〜85℃に加温して行われて来た。
電着塗装前処理としてのリン酸亜鉛系皮膜化成処理方式
としては、以前はスプレー法が一般的に行われていたが
、最近種々の処理方式が開発され、ディップ法、間欠ス
プレー法、スプレー→ディップ法、ディップリスプレー
法、ハーフディップ法等の処理方式が行われる様になっ
た。
そしてアニオン又はカチオン電着塗装ド地として用いら
れるリン酸亜鉛系皮膜化成液として、最近鉄分を多(含
む即ちP hosphophyl l i teZn 
 Fe  (PO)  −4820を主体としたリン酸
亜鉛系皮膜を化成させるために、リン酸亜鉛系皮膜化成
液中の亜鉛イオン濃度を従来より低下さけて0.5〜2
.0g/Jlの濃度で行われている。
これに関する技術として、例えば持分1)fl 50−
6418号公報、特公昭58−11515号公報等に公
告されている。しかしながらこれらの公知の処理液はい
づれも所定温度まで加熱して処理に供ざなければならず
、処理装置系内に加熱装置が必要である点で先の従来例
と同じである。
この様に電着塗装前処理としてのリン酸亜鉛系皮膜化成
法は年々進歩して来ているが、電着塗装前処理として好
ましい常温型のリン酸亜鉛系皮膜化成法は未だ確立され
ていない。
〔発明の目的〕
本発明は、常温(35℃以下)の電着塗装前処理用リン
酸亜鉛系皮膜化成液でも鉄系材料表面に良好なるリン酸
亜鉛系皮膜を化成させることが出来る電着塗装前処理用
リン酸亜鉛系皮膜化成法を提供することを目的としてい
る。
(発明の構成) 前記目的を達成さぼる為になされた本発明は、鉄系材料
の表面に電着塗装を行う前処理として、亜硝酸イオン存
在下で3価鉄イオンを10ppI11以上含有させた常
温の電層塗装前処理用リン酸地ふ)系皮膜化成液により
その表面にリン酸亜鉛系皮膜を化成さVることを特徴と
する電着塗装前処理用のリン酸亜鉛系皮膜化成法であっ
て、前記3価鉄イオンを特定量含有させることによって
化成液を加温しなくても鉄系材別表面に良好な電着塗装
前処理用リン酸亜鉛系皮膜を形成できるものである。
亜硝酸イオンの存在の確認は、リン酸亜鉛系皮膜化成液
にスルファミン酸ソーダを添加するとN2ガスが発生ず
ることにより出来る。
リン酸亜鉛系皮膜化成液に含有させる3価鉄イオンの量
は、9 ppm以下では本発明の目的を達成さぼるには
やや不充分であり、1oppm以上好ましくは40 p
pm以上飽和状態まで含有させると良好な皮膜が形成で
きる。
リン酸並鉛系皮膜化成液に3価鉄イオンを含有させるに
は、スチールウールや他の鉄系材料をリン酸亜鉛系皮膜
化成液に浸漬して3価鉄イオンを生成さぼるか、又は易
溶性の3価鉄塩、例えばFe  (NO3>3−.9H
20,Fe cN 3−6)−10、Fc   (SO
)   ・X)120”?をりジ酸亜鉛系皮膜化成液に
添加して3価鉄イオンを生成させでも良い。更に、常温
のリン酸亜鉛系皮膜化成液で鉄系材料を処理する工程に
よつ’C’f8出してくる鉄イオンも3価鉄イオンとし
て使用される。要1゛るに、鉄系材料を処理するに当っ
て、リン酸亜鉛系皮膜化成液中に3価鉄イオンが含まれ
ていることが重要なのである。
リン酸亜鉛系皮膜化成液のpI−1は、その化成液中の
亜鉛イオン濃度に依存し、 の範囲にあるのが良い。
ここに、yはリン酸亜鉛系皮膜化成液のpH値を現わし
、Xはリン酸亜鉛系皮膜化成液中の亜鉛イオン濃度<’
J/1)の値を現ねず。
yが15−X/3の値よりも大ぎい場合は化成液中の亜
鉛イオン濃度を維持するのが難がしく、11−X/3の
値よりも小さい場合は皮膜化成不良をおこし易い。
第1表は、3価鉄イオンを4.oppm含有さVたリン
酸亜鉛系皮膜化成液中の亜鉛イオン濃度とpHを変化さ
せて常温浸漬法により実験を行った結果の1例である。
(J:、L下余白) 第1表 註ン O皮膜化成良好 X 皮膜化成不良 △ 化成液中に沈澱が1成 第1図<A)、<B)、(C)、(D>は、夫々3価鉄
イオンを40ppra含有さ「たリン酸亜鉛系皮膜化成
液の全酸度(サンプル10d、W4定液N/1ONa0
1−1、指示薬フェノールフタレイン)を(A)図が4
ポイント、(13)図が5ポイン1−1(C)図が25
ポイント、(D)図が30ポイントに夫々変化させた場
合の皮膜の結晶構造を示す顕微鏡写真である。これから
分るように、全酸度が4ポイント((A)図)では粗い
結晶が析出しているが、5〜30ポイント((B)〜(
D)図)ではち岱な結晶が析出していることが認められ
、本発明においては、全i!1度が5ポイント以上なら
ば良好なるリン酸亜鉛系皮膜が化成されることが分る。
従って、本発明の電着塗装前処理としての化成液の全酸
度は5〜30ポイントの範囲で化成処理上使用可能であ
るが、好ましくは7〜20ポイントであり、30ポイン
トを超えると液メ澗費口が多くなって経済的な面で好ま
1ツクないばかりでなく、次段の水洗工程における水洗
水の6染が著しく、供給水母が多くなって排水処理、が
彎介になる。
リン酸亜鉛系皮膜化成液中の亜鉛イオン濃度は、従来か
ら知られている0、5〜2.09/Jの範囲が電着塗装
前処理として好ましい。
本発明は、スプレー法、ディップ法、スプレー−ディッ
プ法、ディップラスプレー法、間欠スプレー法、ハーフ
ディップ法の河れの処理方式でも行うことが出来る。
尚本発明で使用されるリン酸亜鉛系皮膜化成液には、ク
エン酸、酒石酸等の有殿キレート剤、塩素W1塩、過酸
化水系等の′H素酸塩、ニッケル、マンガン、コバルト
等の金B塩が含有されているものち含む。
実施例 冷延鋼板をアルカリ脱脂し、水洗い、表面調整(パーコ
レンl処理・・・日本パー力ライジング株式会社製)後
、下記組成のリン酸亜鉛系皮膜化成液Z n     
 1.0g/41 P 0412.5y /D N O7,0g/1 Ni      1.OcJ/fJ F      0.5q/1 3i      0.3g/fJ No2 (Na NO2を添加) 0.1g/l 全酸度   15ポイント pH3,7 温[f    20〜25℃ に31i[j鉄イオン(Fe (NO’)  −91−
120)を添加してリン酸亜鉛系皮膜化成液中の311
Ili鉄イオンが40t+pmになるように調整して処
理し、水洗、乾燥後、市販のカチオン又はアニオン電着
塗料にて塗膜厚が20μになるように電着塗装し、カチ
オン電??塗装の場合は175℃で20分、アニオン゛
電着塗装の揚合警よ220℃で10分焼付屹燥し、塗面
にカッターナイフでスクラッチを入れ、J l5−Z−
2371による塩水噴霧試験を500時間行い、セロテ
ープで塗面を圧着剥離tし、スクラッチ部からの塗膜剥
離中Cmm数)を測定した結果を第2表に示ず。
比較例 リン酸亜鉛系皮膜化成液に3価鉄イオンを添加しない以
外は、実施例と同条件で行った。そ゛の結果を第2表に
示す。
(以下余白) 第  2  表 尚、上記各実施例は鉄系材料について説明したが、亜鉛
メッキ鋼板においても、その処理液に所定の3価鉄イオ
ンを含有させることで略同様の効果をもたらすことがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明にあっては通常使用されてい
る電@塗装前処理用すン酸吐鉛系皮膜化成液に、亜硝酸
イオンの存在下で3価鉄イオンを101)0111以上
含有させることにより常温(35℃以下)での化成処理
かり能となり、加熱手段が不要となるので熱mの節約と
加熱のための設備が省略できるという優れた効果を奏す
る。又、化成液にお【ブる温度の管理も不要となるばか
りでなく、加熱がないことから被処理製品の屹きによる
黄精発生等の不都合も解消できるという優れた効果も奏
する。更に、加熱による化成液中の亜硝酸イオンの分解
も防止でき、化成液の成分管理及び消費面から見てし、
経済的に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、(B)、(C)、(D)は本発明の処理
による皮膜の特徴を表わすため、25Of8に拡大した
リン酸亜鉛系皮膜の結晶構造を示す顕微鏡写真であり、
(A)図は全酸度が4ポイントの結晶構造、(8)図は
全酸度が5ポイントの結晶構造、(C)図は全酸度が2
5ポイントの結晶構造、(D)図は全酸度が30ポイン
トの結晶構造を夫々示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄系材料の表面に電着塗装を行う前処理として、
    亜硝酸イオン存在下で3価鉄イオンを10ppm以上含
    有する常温のリン酸亜鉛系皮膜化成液によりその表面に
    リン酸亜鉛系皮膜を化成させることを特徴とする電着塗
    装前処理用リン酸亜鉛系皮膜化成法。
  2. (2)前記リン酸亜鉛系皮膜化成液のpHを下記式の範
    囲に維持することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の電着塗装前処理用リン酸亜鉛系皮膜化成法。 (15−x)/3≧y≧(11−x)/3 y:リン酸亜鉛系皮膜化成液のpH値 x:リン酸亜鉛系皮膜化成液中の亜鉛イオン濃度(g/
    l)の値
  3. (3)前記リン酸亜鉛系皮膜化成液中の亜鉛イオン濃度
    が0.5〜2.0g/lである前記2項記載の電着塗装
    前処理用リン酸亜鉛系皮膜化成法。
  4. (4)前記処理が、スプレー法、ディップ法、スプレー
    →ディップ法、ディップ→スプレー法、間欠スプレー法
    、ハーフディップ法の何れかの処理方法で行うことを特
    徴とする前記1〜3項記載の電着塗装前処理用リン酸亜
    鉛系皮膜化成法。
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