JPS62202084A

JPS62202084A - 金属の表面処理方法

Info

Publication number: JPS62202084A
Application number: JP4165786A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Saeki; 佐伯　憲史; Atsushi Moriyama; 敦志森山; Iwao Kawasaki; 川崎　巖
Original assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Current assignee: Nihon Parkerizing Co Ltd
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1987-09-05
Also published as: JPS6366906B2

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〕本発明は金属の表面に耐食性、塗装後の耐食性と密着性
の（ｆれたクロメート皮膜と自゛機高分子樹脂皮膜を形
成させる金属の表面処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

亜鉛又は亜鉛合金メッキｔＪＡ仮にり１７メート皮膜を
形成させ、その上に有機高分子樹脂水溶液を乾燥皮膜で
０．５〜３　ｇｅｔｓ”塗布する表面処理方法は特開昭
５７−１０８２９２号公報や特開昭５８−５３０６９号
公報で知られている。

この表面処理方法による鋼板は、第１層のクロメート皮
膜と第２層の有機高分子樹脂皮膜との効果により優れた
塗装後の耐食性と密着性、および耐指紋性を有するが、
この第１層および第２層のいずれが欠け°Ｃも望ましい
性能をｌ）るごとが出来ない。

この第１層の形成に使用されるクロメ−１−処理方法は
、金属表面との化学反応又は電気化学反応によってクロ
メート皮１模を形成させ、しかるのらに未反応のりＩ：
Ｊメート処理液を水洗にて洗い流す反応型クロメート法
又は電解クロメート法である。

しかし、反応型クロメート及び電解り１コメ−１・処理
は、クロメ−！・皮膜間を維持する為に、クロメート処
理液の濃度やρ１）の管理、およびエツチングより溶出
して蓄積し、皮膜性能低下に影響する金属イオン量の増
加を抑制する為のオートドレインやダンプアウト、また
イオン交換樹脂による吸着などの繁雑な作業が必要とな
る。さらにこれらの廃処理液及び水洗水の廃水処理費用
が生産コストに上乗せになる。

また、反応型クロメート処理は、ラインスピードの変化
に追従させる為に処理ゾーンを分割して処理時間のコン
トロールを行っ°Ｃいる。一方電解クロメート処理の場
合、ラインスピードの変化に対して電流密度の変化で調
節している。

又、第２層としての有機高分子樹脂水溶液を塗布する際
に、第１層のクロメート皮膜からのクロム溶出や、クロ
メート処理後の水洗水や湯洗水からの有機高分子樹脂水
溶液へのクロムイオンの持込み等により有機高分子樹脂
水溶液にクロムイオンが溶出すると、該樹脂液のハフン
スをくずす原因となり、甚しい場合には、有機高分子−
樹脂がケル化を起す等の問題をｆ１゛シている。

り１．Ｊノー１処理方法としては、以［ユの方法以外に
、塗布型クロメート法があるが、塗布型り１．］］メー
１処理は、金属の表面にりｌ：１ノ〜１・処理液を塗布
して、水洗することなくそのまま乾燥してりＬ７メート
皮膜を形成させる方法であ−、て、この処理方法は、シ
ャワースキイズ方式、１．１−ルコータ一方式及びエア
ーナイフ方式を採用することにより金属表面に一定鼠の
り【：１メート皮１）９を短時間で被覆出来るという特
徴を有しＣいる。

塗布型クロメート法においてり１）メート皮膜鼠のコン
ト１コールは、処理液の濃度の一定化寸）塗布蓋の制御
などで比較的簡単に行なうことができ、かつラインスピ
ードの変化に対し゛（もあまり影響されず、管理が容易
であるという利点があり、かつ塗布型クロメート皮膜は
、反応（１′ｌ及び電解クロメート皮！漠に比較し皮）
模中のクロム間が同一の場合には耐食性がより（Ｉれて
いるといった特徴を持っている。

しかしながら形成された塗布型クロメート皮膜は、反応
型及び電解クロメート皮膜に比べて水に溶解性の高いク
ロメート皮膜である為に、塗布型クロメートを塗布し乾
燥して、直ちに次工程の有機高分子樹脂水溶液を塗布す
ると、金属の塗布表面や塗布ロール面で、有機高分子樹
脂のゲル化現象をひき起したりする。また溶出するクロ
ムイオンが、有機高分子樹脂水溶液の安定性を阻害する
といった問題を有する。

したがってこの処理方法に基づく、特公昭６０−２０４
６９号公報、特開昭５７−１０８９．２号公報、特開昭
５８−１００．６８５号公報、特開昭５９−１４００５
０号公報に記載された処理方法は、前記の問題をかかえ
ているので、実験室に於いて可能であるが、インライン
の生産に対しては前記処理方法は不適当視されていた。

゛〔発明の目的〕本発明は、前記諸問題のうち塗布型クロメート皮膜に有
機高分子樹脂水溶液を塗布する方法において発生する問
題とそれに付随する有機高分子樹脂水溶液の不安定性を
解決することを目的としてなされたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

金属の表面にクロム酸を主成分とし３価クロム／６価ク
ロムの重量比が１／１０−１／１の範囲に維持されてい
るクロメート処理液を塗布して、金属の板温か５０〜２
５０℃とする条件で乾燥したのち、水洗または湯洗して
から有機高分子樹脂水溶液を塗布し、乾燥して、クロム
メート皮膜と有機高分子樹脂とを形成させることにより
、目的を達成することが出来る。

尚、本発明の方法は金属が、亜鉛、亜鉛合金、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金、亜鉛メッ
キ鋼板、または亜鉛と鉄、ニッケル、アルミニウム、コ
バルト、マンガン等の１種または２種以上との合金メッ
キ鋼板である際に実施するものである。

〔作　用〕

クロメート皮膜の水に対する溶解性は、クロメ−ト処理
液中の３価クロム／６価クロムの重量比に依存している
。クロメート処理液中の６価クロム量に対する３価クロ
ム量が少なくなるとクロメート皮膜の水に対する溶解性
は高くなる。またクロメート処理液中の６価クロム量に
対する３価クロム量が多くなっていくと、クロメート皮
膜の水に対する溶解性は少なくなるが、クロメート処理
液のゲル化が起り、処理液の安定性が悪くなる。

またクロメート皮膜の耐食性も低下する。これらのこと
を考慮し、クロメート処理液としては３価クロム／６価
クロムの重量比はｌ／１０〜１／１の範囲が適当である
。

３価クロムイオンとしては３価クロムの炭酸化合物、あ
るいは６価クロムイオンの一部をアルコール類、でんぷ
ん類及びタンニン酸などの有機物と還元反応させた生成
物として処理液に加えることが出来る。

金属表面へのクロメート処理液の塗布量は、クロム量で
５〜１５０ｍｇ／ｍ２、好ましくは１０〜１００　ｍｇ
／ｍ”である。５　ｍｇ／ｍ”未満になると、皮膜のク
ロ１、量が少ないので耐食性が低下し、又１５０＋ＩＩ
Ｒ／＋＋＋”を越えると塗料密着性が低下し、充分な性
能を得ることが出来ない。

本発明に用いられるクロメート処理液は、クロム酸塩を
主成分とし、３価クロム／６価クロムの重量比がｌ／１
０〜１／ｌの範囲の塗布型クロメート処理液であるが、
リン酸、硫酸及びフッ素化合物などの無機酸やコロイダ
ルシリカなどのシリカ化合物やｐ’　ｅ　、　Ｎ　ｔ　
、Ｃｏ　ｒ　などの金属を添加することによりクロメー
ト皮膜の耐食性や塗装後の耐食性と密着性の性能向上が
期待できる。

本発明に於いては、３価クロム／６価クロムの重量比が
一定範囲に維持されているクロメート処理液を金属表面
に塗布した金属板ぽ板温を５０〜２５０℃で乾燥するこ
とを条件とし”Ｃいる。板温か５０℃以下だと、クロメ
ート皮膜からのクロム溶出■示多いので耐食性が悪くな
りまた板温か２５０℃以上になると、水に不溶性のクロ
メート皮膜が得られる率は高（なるが、り１）メート皮
膜からの脱水でクランクが発生し、耐食性が低下する。

なおシリカ化合物を含有しないクロメート皮膜は板温で
５０〜１５０℃、シリカ化合物を含有するクロメート皮
膜は板温で５０〜２５０℃が乾燥温度となるが、操業の
ランニングコストを考慮すると低温の方が有利である。

しかし、上記の如くして得られたクロメート皮膜は、板
温か２５０℃の乾燥条件でも、未だ溶解性の部分がわず
かに残存されており問題点は解決されていない。したが
って乾燥直後又は冷却後に、水洗または湯洗を行って、
クロメート皮膜中の溶解するクロムを除去すると、不溶
性クロメート皮膜だけになり、次工程で有機高分子樹脂
水溶液の安定性の問題が解決されるのである。

〔実施例〕

次に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説
明する。

（１＋　　溶融亜鉛メッキ鋼板に本発明を実施した。

溶融亜鉛メッキ鋼板（メッキ目付ｉｔ　：　９０　ｇ／
ｍ”）を弱アルカリ脱脂剤である「バーコクリーナー３
４２　（商標二日本パー力ライジング■）」で脱脂しさ
らに水洗した後、塗布型クロメート処理剤である「ボン
デライト３３６０Ｈ（商標：日本パー力ライジング■）
」を用い、８０ｇ／７！、５０℃、ロールコートにより
クロメート処理し、乾燥は板温度で常温、４０，５０，
７０，９０，１）０゜１３０．１５０．１７０℃となる
ように熱風乾燥した。乾燥直後に１０秒間スプレー（ス
プレー圧二０、８　ｋｇ／　ｅｌｌ）で水洗し、水溶性
有機樹脂処理剤「バーコレン４５２３　（商標：日本パ
ー力うイジング側）」を前述のクロメート処理した板に
、乾燥膜厚が１μとなるようにグループロールで塗布し
、板温度７０〜８０℃になるように熱風乾燥した。又比
較のためにクロメート処理液として、Ｃｒ　Ｏ，が３０
ｇ／ｌの水溶液を用いてクロメート処理し、板温度が１
）０℃で乾燥し、数秒間水洗後パーコレン４５２３を塗
布したものを比較例とした。本実施例及び比較例の皮膜
の性能を第１表に示した。第１表でクロム溶出率は、（水洗前のりｏＡ付着量）−（水洗後のりａｄ、付着■
）である。また耐指紋性は、指触により下記の基準で判定した。

○：ｌ］視により指紋の付着が認められない。

×：目視により指紋の付着が認められる。

耐食性（未塗装平面部）は、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ
２３７１）を２００時間及び４００時間実施し、白錆の
占める割合を下記の基準で目視判定した。

○：白錆１０％以下、△：白錆１）〜１５％、×：白錆
　５１％以上塗板耐食性は、焼付型メラミンアルギフト塗料を塗装し
、塗膜に素地金属まで達するきすを入れ、塩水噴霧試験
を２００時間実施した。実施後、テープ剥離を行った。

判定はきすからの平均剥離［１）で下記の基準で表示し
た。

○：平均剥離１）１０〜２龍、△：平均剥離中２．１〜
３　ｍｍ、×：平均？Ｉ’、１）離［１）３，ｌ　ｍ−
以上塗装密度性は、上記塗板にｌ　ｍｍ角の１００ケの
ます目庇を刻み、エリクセン試験機で５　ｍｓ押出した
後、テープ剥離した。判定は目視で１０点法で判定した
。○：１０〜８点、△ニア〜５点、×：５点以下。

である。

（２）電気亜鉛メッキ鋼板に本発明を実施した。

電気亜鉛メッキ鋼板（メッキ目付量：　２０ｇ／ｍ２）
を弱アルカリ脱脂剤「バーコクリーナー３４２」で脱脂
し、さらに水洗した後塗布型クロメート処理剤「ボンデ
ライ！−１４１５Ａ（商標：日本バー力ライジング＠）
」でクロメート処理（２５℃。

ロールコート）し、クロム付着量として２５ｍｇ／＋ｎ
”および５０■／ｍ”の２水準を得た。乾燥は板温で５
０．９０，１３０，１７０，２１０．２５０℃となる様
に熱風乾燥を行った。乾燥直後１０秒間のスプレー（ス
プレー圧：　０．８　ｋｇ／　ｃｄ）水洗し、水溶性有
機樹脂処理剤「バーコレン４５２３Ｊを前述のクロメー
ト材に乾燥膜厚が１μとなるようにグループロールで塗
布し、板温で７０〜８０゛Ｃになるように熱風乾燥した
。又比較のために前述の電気亜鉛メッキ鋼板について前
述の脱脂法と同様に脱脂した後、反応型クロメート処理
剤「ボンデライト３３６７　　（商標：日本バーカライ
ジンク゛■）」でクロメート処理（８６ｇ／Ｃ５０℃。

スプレー処理、スプレー圧：　０．５　ｋｇ／ｃａｌ）
　Ｌ、水洗、乾燥した。クロム付着量は１５０■／、（
とじ、水溶性有機樹脂処理を行い比較例とした。本実施
例及び比較例の皮膜の性能を第２表に示した。試験方法
及び評価基準は実施例（１）と同じである。

（３）亜鉛−ニノケル複合メ・ツキ鋼板に本発明を実施
した。

亜鉛−ニソケル複合メ・ツキ鋼板（メ・ツキ目付量：２
０ｇ／ｍ”）を弱アルカリ脱脂剤［）寸−コクリーナー
３４２Ｊで脱脂し、さらに水洗した後塗布型クロメート
処理剤「ボンデライト４５１３Ｈ（商標：日本パー力ラ
イジング０１）」でクロメート処理（３０℃、ロールコ
ート）し、クロム付着量もよ３０〜３５■／、Ｚとした
。乾燥は板温で常温（２５゛ｃ）、５０，７０．９０，
１）０，１３０，１５０゜１７０℃となる様に熱風乾燥
を行った。乾燥面１麦１０秒間のスプレー（スプレー圧
：　０．８　ｋｇ／　ｃｎｌ）水洗し、水溶性有機樹脂
処理剤「バーコレン４５２３　Ｊを前述のクロメート材
に乾燥膜厚が１μとなるようにグループロールで塗布し
、板温で７０〜８０℃になるように熱風乾燥した。又比
較のために前述の亜鉛−ニッケル複合メッキ鋼板につい
て前述の脱脂法と同様に脱脂した後、反応型クロメート
処理剤「ボンデライト３３６７」でクロメート処理（８
０ｇ／ｌ、５０℃、スプレー処理、スプレー圧０．５１
ｇ／ｃｄ）Ｌ、水洗、乾燥した。クロム付着量は１０■
／ｍ′）とし、水溶性有機樹脂処理を行い比較例とした
。本実施例及び比較例の皮膜の性能を第３表に示した。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明の方法によるクロ
メート皮膜は水溶性のクロムを含まないため、有機高分
子樹脂水溶液を不安定にすることがなく、従って該樹脂
水溶液の塗布を安定に行うことができる。又本発明にお
けるクロメート皮膜の形成は、塗布型クロメート処理に
よるため、クロメート皮膜量のコントロールも容易であ
り、且反応型クロメート法の製品に比べて、第１層のク
ロメート皮膜のクロム量が少なくても、優れた耐食性や
塗料密着性を示し、したがって従来よりも性能が向上し
た製品を製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属の表面に、重量比で３価クロム／６価クロム
が１／１０〜１／１の範囲のクロメート処理液を塗布し
、その後塗布された該金属の板温を５０〜２５０℃とす
る条件で乾燥したのち、水洗または湯洗してから有機高
分子樹脂水溶液を塗布し、その後塗布膜を乾燥して、該
金属表面に、クロメート皮膜と有機高分子樹脂皮膜とを
形成させることを特徴とする金属の表面処理方法。
（２）金属が亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニ
ウム合金、マグネシウム合金、亜鉛メッキ鋼板、または
亜鉛と鉄、ニッケル、アルミニウム、コバルト、マンガ
ン等の１種または２種以上との合金メッキ鋼板である特
許請求の範囲第（１）項に記載の金属の表面処理方法。