JPS63186879A - リン酸塩皮膜の形成方法 - Google Patents

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、鋼と亜鉛めっき鋼からなる複合部品を、アル
カリ脱脂し、水性洗浄浴を用い洗浄し、かつリン酸塩処
理してリン酸塩皮膜を形成する方法に関するものであり
、さらに詳しく述べるならば、塗装、特に電着塗装の前
処理としてリン酸塩処理を行なう方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 自動車車体のように鋼と亜鉛めっき鋼が複合された部品
の電着塗装前には通常リン酸亜鉛被覆処理が行われてお
り、スプレー、スプレー／漫潰、ならびに浸漬処理によ
り、次の如く行なわれる。

一１工程以上のアルカリ脱脂 一１工程以上の水洗 −（必要により）リン酸チタンの水性懸濁液にて活性化 一リン酸塩溶液によるリン酸塩処理 −１工程以上の水洗 一不動態化処理 一説イオン水による水洗 （発明が解決しようとする問題点） これらの処理過程において、時々、リン酸塩皮膜の色が
まばらになりまた厚さが不均一になる問題がある。亜鉛
めっき鋼の場合。

花びら状の結晶からなる、白色を帯びた点または面（以
下、スポットという）が形成さ・れることがあり、前述
のようなリン酸塩皮膜が形成されると電着塗装において
塗膜の均一性が著しく阻害される。この現象をより正確
に分析したところ、アルカリ脱脂処理とリン酸亜鉛によ
る被覆処理との間の水洗時間が極端に長いか、かつ／ま
たは水洗水が塩化物および／または硫酸塩で汚染されて
いる場合に。

この現象が顕著になることが分かった。

本発明の目的は、鋼と亜鉛めっき鋼からなる複合部品に
リン酸塩皮膜を形成する方法において、上記欠点をなく
するとともに、実施が容易でかつコストの上昇を伴わな
い方法を提供することである。

〈問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するため、発明者は鋭意研究した結
果、冒頭で述べた方法において、脱脂された複合部品を
、少なくとも０．２ｇ／ｌのホウ酸アルカリ、少なくと
も０．１ｇ／ｌのケイ酸アルカリ、および少なくとも０
．０５ｇ／ｌの亜硝酸アルカリを含有する水性洗浄浴で
洗浄することにより解決できることを見出しな、鋼とは
、車体製造用に板の形状で使用されるような普通炭素鋼
から低合金鋼までを包含する。亜鉛めっき鋼とは例えば
亜鉛、あるいはＸｏＮｉ、　ＺｎＦｅ、　ＺｏＡｆなど
の亜鉛合金を電気めっきあるいは溶融浴中への浸漬によ
り被覆した鋼を包含する。

アルカリ脱脂は界面活性剤を含有するアルカリ性水溶液
を使用して１工程以上で実施し、すくなくとも爾後に十
分なリン酸塩皮膜が得られる程度まで金属表面から油、
油脂および汚れを除去する。

アルカリ脱脂溶液の無機成分は、リン酸二ナトリウム、
リン酸三ナトリウム、縮合リン酸アルカリ、ケイ酸アル
カリ、炭酸アルカリ、ホウ酸アルカリ、および水酸化ア
ルカリなどからなる。エチレンヂアミン四酢酸塩、ニト
リロトリ酢酸、ポリヒドロキシカルボン酸およびフォス
フオン酸塩などの錯化剤は沈殿を阻止しまた脱脂性能を
向上させるのに役立つ。爾後のリン酸塩処理による被膜
化成を活性化するためにアルカリ脱脂溶液にリン酸チタ
ンを添加しても良い。界面活性剤は通常ノニオン活性剤
およびアニオン活性剤からなる群より選択される。溶液
のｐＨは９ないし１２、好ましくは９、ジないし１１．
５の範囲にあることが多い。

アルカリ脱脂浴は合計濃度で、例えば、ユないし４０ｇ
／ｌの有効成分を含有させることができる。アルカリ脱
脂溶液で処理するには、温度が３０ないし９５℃の溶液
中に部品を浸漬させ、かつ／あるいはこの溶液を部品に
スプレーすればよい。

本発明によれば、亜鉛含有量ｅ０．４ないし１．７ｇ／
ｌとし、かツＺ　ｎ　：　Ｐ　２０５の重量比を約１；
（６ないし６０）の範囲に調節しかつ維持した水溶液を
使用して処理を行ないリン酸亜鉛皮膜を形成することが
できる。

リン酸塩処理溶液には、好ましくはＮｉ。

Ｎｏ（マンガン）、ＭｇおよびＣＩ＋を含む２価陽イオ
ンの一種以上を、通常０．１ないし２　ｇ／ｌの濃度で
更に添加してもよい。これらの陽イオンは一部がリン酸
塩皮膜に取り込まれ、特別の条件下では皮膜の品質をさ
らに改・良する。リン酸塩処理溶液は、塩素酸塩、臭素
酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、過酸化物およびメタニトロベ
ンゼンスルホン酸塩などの有機ニトロ化合物などからな
る群より選択された少なくとも１種の酸化剤を含有する
。これらの添加量および添加方法はリン酸塩処理技術で
通常行なわれているところによる。リン酸塩処理溶液は
、従来知られている添加剤例えばフッ化物の単塩もしく
は錯塩、塩化物、硫酸塩、ポリヒドロキシカルボン酸、
ポリリン酸塩、アンモニウムイオン、アルカリイオン、
銅イオンおよび界面活性剤などを更に含有してもよい。

リン酸塩処理する部品は、温度２５ないし７０℃のリン
酸塩処理溶液でスプレー法および／または浸漬法により
０．４５ないし１０分間処理する。

本発明の方法で使用する水性洗浄浴は、ホウ酸ナトリウ
ム及びホウ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム及びケイ酸カ
リウム、亜硝酸ナトリウムおよび亜硝酸カリウムからな
る群から選択された添加剤を含有する。水洗はｌ工程以
上で実施する０本発明の好ましい実施態様は、脱脂され
た複合部品を、合計量で５ｇ／！以下のホウ酸アルカリ
、ケイ酸アルカリおよび亜硝酸アルカリを含有させた水
洗洗浄液で洗浄する。

また、ｐＨ値が９．うないし１２．０の範囲に調整した
水性洗浄浴で複合部品を処理することが望ましい。

本発明の他の好ましい実施態様による と、複合部品をリン酸亜鉛処理する前にリン酸チタンを
含有しまた添加剤としてテトラアルカリピロリン酸塩を
少なくとも１ｇ／ｌ含有する活性化浴で、複合部品を活
性化する。テトラアルカリピロリン酸塩を添加するには
、テトラアルカリピロリン酸塩以外の物質例えば、ビロ
リン酸塩と中和に必要量のアルカリとを含有する物質を
添加してもよい。最も簡単な方法はビロリン酸テトラナ
トリウムおよび／またはビロリン酸テトラカリウムを活
性化浴に添加することである。テトラアルカリピロリン
酸塩の好ましい濃度は４ｇ７１以下である。

１種または２種以上の水性洗浄浴には、処理中に前工程
からの不純物が濃化する。この不純物が障害を生じる濃
度にならないようにするために、必要量のホウ酸アルカ
リ、ケイ酸アルカリ、および亜硝酸アルカリを添加した
新鮮水を水性洗浄浴に補給する。この工程ではアルカリ
脱脂工程から持ち込まれる成分も考慮に入れる。これら
の物質の添加は水性洗浄浴の電気伝導度の測定によって
管理することが望ましい。

活性化浴の活性度は時間とともに次第に低下するので、
新しいリン酸チタンを含有する濃縮物を浴に補給する。

塩濃度の過剰上昇を防止するために、浴を連続的にもし
くは間欠的に排出するかあるいは再び建浴する。テトラ
アルカリピロリン酸塩の添加は液中で最適濃度が維持さ
れるような量であることが好ましい。

水洗浴および活性化浴の温度は４０℃未満に維持するこ
とが好ましい。処理の回数は、複合部品に付着している
前の処理工程からの液体が完全に置換されるまでの回数
である。処理時間は、部品の形状および水洗方式（浸漬
またはスプレーか）によるが、０．２ないし１分で充分
である。水性洗浄浴および活性化浴との接触時間は、既
存の設備の大きさおよび被処理物の移送速度にしたがっ
て、より長くなることが多い。このような状況下におい
て本発明の利点は一屑Ｗ４著になる０本発明の方法を適
切に実施すれば、高度に均一でかつすじむらもスポット
もないリン酸塩皮膜が形成される。ここで、「適切に」
とは、リン酸チタンを含有する活性化浴で事前活性化な
しで、リン酸亜鉛皮膜処理を行う場合に、ホウ酸アルカ
リ、ケイ酸アルカリおよび亜硝酸アルカリを含有する水
洗液で水洗を行なうことにより良好なリン酸塩皮膜が形
成されるという意味である。しかし、このような活性化
を行なう場合には活性化液中のテトラアルカリピロリン
酸塩の濃度の要件をまもらなければならない９ 本発明の方法により形成されたリン酸塩皮膜の利点は、
その全使用分野において奏され、また塗装、特に電着塗
装される相−亜鈴めっき銅複合部品の前処理用として好
適である。

以下、本発明を実施例を参照してより詳しく説明する。

（実施例） 鋼−亜鉛めっき銅複合部品からなる自動車車体を以下の
工程で処理した。

１、下記組成のアルカリ脱脂水溶液で予備脱脂 Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・５１１２０　　　　０．８ｇ／ｌＮａ
２５ｔ０３４Ｈｚ０　　　　０．２ｇ／ｌＮａ５Ｐ：ｓ
Ｏ＋ｏ　　　　　　　０．２ｇ／ｌＮ３４ＰｚＯｔ　　
　　　　　ｏ、　２ｇ／ｌＮａ１ＰＯａ　　　　　　　
　０．２ｇ／ｌＮａ０１１　　　　　　　　０．２ｇ／
ｌ界面活性剤　　　　　０．２ｇ／ｌ 水　　　　　　　　　　　残部 ｐＨ９，５〜１１．５ ５３℃で４５秒スプレー ２、下記組成のアルカリ脱脂水溶液で本脱脂Ｎａ２Ｂ４
Ｏ７・５８２０　　　　４．０ｇ／ｌＮａ２５ｉＯ１−
５ＨｚＯ１，Ｏｇ／ｌＮａ５ＰＪ＋ｏ　　　　　　　’
ｉ、Ｏｇ／ｌＮａ４Ｐ２Ｏ７１，０ｇ／ｌ Ｎａ５ＰＯａ　　　　　　　　１．　Ｏｇ／ｌＮａＯＨ
１，Ｏｇ＃ 界面活性剤　　　　　１．０ｇ／ｌ 水　　　　　　　　　　　残部 ｐＨ１１±０．５ ５３℃で１０秒スプレー、３分浸漬、 ４５秒スプレー ３、種々の成分（第１表の第２欄参照）の水洗水で４０
℃以下で、３０秒スプレーして水洗 ４、種々の成分（第１表の第２欄参照）の水洗水で４０
°Ｃ以下で、１０秒スプレー３分浸漬、１４秒スプレー ５、活性化剤としてりン酸チタンを１ｇ／！含有しまた
いずれかの添加物（第１表の第３欄参照）含有する水性
活性化浴で活性化処理。４５℃の浴に３分浸漬、１４秒
スプレー ６、下記水溶液でリン酸塩処理 Ｚｏ　　　　　　１．２　ｇ／ｌ Ｎｉ　　　　　　Ｏ，８ｇ／ｌ Ｎａ　　　　　　２．８　ｇ／ｌ ＮＯ３１，７ｇｅｌ ＰｚＯｓ　　　　　１２．Ｑ　！ＦＢ！ＮａＮ０２ｏ、
　１５ｇ＃ 水　　　　　残部 遊離酸　　　１．１ポイント 全酸　　　２０，８ポイント ５３℃の浴に３分浸漬、１０秒スプレー７、スプレーに
よる水洗 ８．浸漬による水洗 ９、浸漬による不動態化処理 １０、浸漬およびスプレーによる脱イオン水水洗 処理工程３．４および５で使用した溶液の組成を変えて
得られたリン酸塩皮膜を評価した。結果を第１表に示す
。

（以下余白） 第１表 （水洗）　　　　　　（活性化）　　　　　　　　亜鉛
めっき鋼上　　鋼上 １　無添加　　　　　　無添加　　　　　すじ　　すじ
むら大むら大　白色スポット を伴う ２　　Ｎａ２Ｂ４（ｌｒ　　０．１　ｇ／ｌ　　無添加
　　　　　すじむ　すじむらなしＮａ５ｉＯｓ　　０．
０８ｇ＃　　　　　　　　　　ら若干　白色スポットＮ
ａＮ０ｉ　　　Ｏ，０５ｇ／１ ３　　Ｎ３２Ｂ、０７Ｉ　　ｇ／ｌ　　無添加　　　　
　良好　　すじむらなしＮ１５ｉＯｉ　　０．８　ｇ／
ｌ ＮａＮ０ｚ　　　Ｏ，５ｇ７１ ４　　ＮａＪｔＯｖ　　ｏ、ｌ　ｇ／ｌ　　２ｇ／ｌ　
Ｎａ＝ＰｚＯ，すじむら　　良好Ｎａ５ｉＯｉ　　０．
０８ｇ／ｌ　　　　　　　　　　　若干ＮａＮ０ｚ　　
　Ｏ，０５ｇ／１ ５　　Ｎａ２Ｂ４０□１　　ｇ／ｊ　　２ｇ／ｌ　Ｎａ
ａＰ２０７　　　良好　　　　良好Ｎａ５ｉ０３０．８
　ｇ／ｌ ＮａＮ０□０．５　ｇ／１ ６　　Ｎａ２Ｂ４０．　１　　ｇ／ｌ　　（Ｉｆ考　　
　　　　良好　　　　良好Ｎａ５ｉ０３０．８　ｇ／ｌ ＮａＮ０ｚ　　　Ｏ，５ｇ／ｌ 備考：独立の活性化工程なし、１ｇ／ρのリン酸チタン
を含有する活性化剤を工程２に添加した。

第１表から分かるように、工程３および４における水洗
に水しか使わずまた活性化液がテトラアルカリピロリン
酸塩を含有しない実施例１では不満足な結果となった。

水性洗浄浴に若干量の添加剤を加えると、改良が見られ
るが複合部品の亜鉛めっき面でのスポットは依然として
避けられないことは実施例２からすこぶる明らかである
。実施例３からは、水性洗浄浴を適切に選択すると鋼表
面には良好なリン酸塩皮膜が形成される。実施例４から
は、亜鉛めっき面では良好な結果が得られるが、水性洗
浄浴に有効成分が必要濃度添加されていないので、鋼表
面は若干のすじむらを有することが分かる。添加剤が適
切に水性洗浄浴と活性化浴に含有されている実施例５で
は良好な結果が得られる。実施例６は、独立の活性化処
理を行なわなかった外は実施例５の繰り返しである。こ
の場合にも両方の表面に良好なリン酸塩成膜が形成され
ているが、リン酸塩皮膜の単位面積当たりの重量は実施
例５より多くなっている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋼と亜鉛めっき鋼からなる複合部品をアルカリ脱脂
   し、水性洗浄浴を用いて洗浄し、かつリン酸塩処理して
   、リン酸塩皮膜を形成する方法において、 脱脂された複合部品を洗浄する前記水性洗浄浴に、少な
   くとも０．２ｇ／ｌのホウ酸アルカリ、少なくとも０．
   １ｇ／ｌのケイ酸アルカリ、および少なくとも０．０５
   ｇ／ｌの亜硝酸アルカリを含有させたことを特徴とする
   リン酸塩皮膜の形成方法。 ２、前記水性洗浄浴におけるホウ酸アルカリ、ケイ酸ア
   ルカリ、および亜硝酸アルカリの含有量合計が５ｇ／ｌ
   以下である特許請求の範囲第１項記載のリン酸塩皮膜の
   形成方法。３、脱脂された複合部品の水性洗浄浴のｐＨ
   が９．５〜１２．０である特許請求の範囲第１項または
   第２項記載のリン酸塩皮膜の形成方法。 ４、リン酸チタンを含有しまた添加剤としてテトラアル
   カリピロリン酸塩を少なくとも１ｇ／ｌ含有する活性化
   浴で、複合部品をリン酸亜鉛処理の前に活性化処理する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項まで
   のいずれか１項に記載のリン酸塩皮膜の形成方法。 ５、添加剤としてテトラアルカリピロリン酸塩を４ｇ／
   ｌ以下含有する活性化浴で、複合部品を活性化処理する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のリン酸塩
   皮膜の形成方法。 ６、鋼及び亜鉛めっき鋼からなる複合部品の塗装、特に
   電着塗装の前処理としてリン酸塩処理を行なう特許請求
   の範囲第１項から第５項までの何れか１項記載のリン酸
   塩皮膜の形成方法。