KR19990082154A - Zinc phosphate treatment method using low concentration of copper and manganese - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강, 아연도금된 강 또는 아연 도금된 합금강 및/또는 알루미늄의 인산염 처리 방법에 관한 것으로서, 상기에서는 금속 표면을 3초 내지 8 분의 기간동안 분사 또는 함침에 의해 하기를 함유하는 것을 특징으로 하는 아연-함유 인산염처리 용액에 접촉하게 하는 것을 특징으로 하는 방법.The present invention relates to a method for treating phosphates of steel, galvanized steel or galvanized alloy steel and / or aluminum, wherein the metal surface contains the following by spraying or impregnating for a period of 3 seconds to 8 minutes. Contacting with a zinc-containing phosphate treatment solution.

0.2 내지 3 g/l의 아연이온;0.2-3 g / l zinc ion;

3 내지 50 g/l의 인산염 이온 (PO4로서 계산);3 to 50 g / l of phosphate ions (calculated as PO 4 );

1 내지 150 mg/l의 망간 이온;1 to 150 mg / l manganese ions;

1 내지 30 mg/l의 구리 이온;1 to 30 mg / l copper ions;

및 1종 이상의 가속제:And one or more accelerators:

Description

저농도의 구리 및 망간을 이용한 아연 인산염 처리 방법Zinc phosphate treatment method using low concentration of copper and manganese

금속들은 금속 표면 상에 단단히 결합된, 금속 포스페이트의 침투층(penetrating layer)을 생성할 목적으로 인산염 처리를 하는데, 상기는 단독으로는 내부식성(corrosion resistance)을 향상시키고, 라커 또는 다른 유기 코팅과 함께인 경우, 라커 접착성 및, 부식제(corrosive)에 노출되었을 때 침윤(infilteration)에 대한 저항성의 실질적 향상에 기여한다. 이러한 형태의 인산염 처리 방법은 오래전부터 공지의 것이다. 라커링, 특히 전기 이동 라커링(electrophoretic lacquering) 전의 예비처리를 하는 경우에 있어, 인산염 처리 용액이 비교적 낮은 농도, 예를 들면 0.5 내지 2 g/l의 아연 이온을 가진, 저아연 인산염 처리방법(low zinc phosphatising process)이 특히 적당하다. 상기 저아연 인산염 처리욕의 필수 특징 중 하나는 아연이온에 대한 인산 이온의 중량비로서, 상기는 통상 8 보다 크고 30 이하의 값을 가진다.The metals are phosphated for the purpose of creating a penetrating layer of metal phosphate, which is firmly bonded on the metal surface, which alone enhances corrosion resistance and, in combination with lacquers or other organic coatings, Together, it contributes to substantial improvements in lacquer adhesion and resistance to infilteration when exposed to corrosives. This type of phosphate treatment method has long been known. In the case of pretreatment before lacquering, in particular electrophoretic lacquering, low zinc phosphate treatment methods in which the phosphate treatment solution has zinc ions of relatively low concentrations, for example 0.5 to 2 g / l ( Low zinc phosphatising processes are particularly suitable. One of the essential features of the low zinc phosphate treatment bath is the weight ratio of phosphate ions to zinc ions, which is usually larger than 8 and has a value of 30 or less.

매우 향상된 항-부식(anti-corrosion) 특성 및 라커 접착(lacquer adhering) 특성을 가지는 인산염 층은 인산 아연염 욕 내에 추가로 다른 다가 양이온(polyvalent cation)들을 사용하여 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 0.5 내지 1.5g/l의 망간 이온들 및 0.3 내지 2.0g/l의 니켈 이온들을 첨가한 저아연 공정은 이른바 트리카치온(trication) 방법으로서 라커링, 예를 들면, 차체(car bodies)의 음극 전기이동 라커링(cathodic electrophoretic lacquering)을 위한 금속 표면을 제공하기 위해 널리 응용된다.Phosphate layers with very improved anti-corrosion and lacquer adhering properties can be formed using additional polyvalent cations in the zinc phosphate bath. For example, a low zinc process with the addition of 0.5 to 1.5 g / l manganese ions and 0.3 to 2.0 g / l nickel ions is a so-called trication method, which is used for lacquering, eg car bodies. It is widely used to provide metal surfaces for cathodic electrophoretic lacquering.

대안으로서 사용될 수 있는, 니켈 및 코발트 또한 독성 및 폐수의 관점에서 위험물(critical)로서 분류되기 때문에, 트리카치온 방법과 유사한 수준의 성능을 제공하면서도, 니켈 및/또는 코발트의 농도가 보다 낮은 처리욕 및 바람직하게는 상기 두가지 금속이 없는 처리욕을 사용하는 인산염 처리 방법(phosphatising process)에 대한 필요성이 있다.Nickel and cobalt, which can be used as an alternative, are also classified as critical in terms of toxicity and wastewater, providing treatment levels with lower concentrations of nickel and / or cobalt while providing comparable levels of performance to the tricazion method. There is a need for a phosphatising process, preferably using a treatment bath free of the two metals.

DE-A-20 49 350은 필수 구성 요소로서 3 내지 20 g/l의 포스페이트 이온, 0.5 내지 3 g/l의 아연 이온, 0.003 내지 0.7g/l의 코발트 이온 또는 0.003 내지 0.04g/l의 구리이온 또는 바람직하게는 0.05 내지 3g/l의 니켈 이온, 1 내지 8g/l의 마그네슘 이온, 0.01 내지 0.25 g/l의 아질산염(nitrite) 및 0.1 내지 3 g/l의 불소 이온 및/또는 2 내지 30g/l의 염소 이온을 함유하는 인산염 처리 용액에 대하여 개시하고 있다. 따라서, 상기 방법은 아연/마그네슘 인산염 처리 방법에 대하여 서술하고 있으며, 여기서, 인산염 처리 용액은 또한 코발트, 구리 또는 바람직하게는 니켈 이온들 중 1종 이상을 추가로 함유하고 있다. 상기 형태의 아연/마그네슘 인산염 처리 방법은 공업적으로는 성공하지 못하였다.DE-A-20 49 350 is an essential component of 3 to 20 g / l phosphate ions, 0.5 to 3 g / l zinc ions, 0.003 to 0.7 g / l cobalt ions or 0.003 to 0.04 g / l copper Ions or preferably 0.05 to 3 g / l nickel ions, 1 to 8 g / l magnesium ions, 0.01 to 0.25 g / l nitrite and 0.1 to 3 g / l fluorine ions and / or 2 to 30 g A phosphate treatment solution containing / l chlorine ion is disclosed. Thus, the process describes a zinc / magnesium phosphate treatment method, wherein the phosphate treatment solution further contains one or more of cobalt, copper or preferably nickel ions. This type of zinc / magnesium phosphate treatment method has not been industrially successful.

EP-B-18 841은 특히 0.4 내지 1 g/l의 아연 이온, 5 내지 40 g/l의 인산염 이온 및 선택적으로 0.2 g/l 이상, 바람직하게는 0.2 내지 2 g/l의 니켈, 코발트, 칼슘 및 망간으로부터 선택된 1종 이상의 이온을 함유하는, 염소산염(chlorate)/아질산염 가속화 아연 인산염 처리 용액에 관한 것이다. 그러므로, 선택적인 망간, 니켈, 또는 코발트의 농도는 0.2 g/l 이상이다. 실시예에 있어, 니켈 농도는 0.53 및 1.33 g/l이라 언급되어 있다.EP-B-18 841 has in particular 0.4 to 1 g / l zinc ions, 5 to 40 g / l phosphate ions and optionally at least 0.2 g / l nickel, preferably 0.2 to 2 g / l nickel, cobalt, A chlorate / nitrite accelerated zinc phosphate treatment solution containing at least one ion selected from calcium and manganese. Therefore, the concentration of optional manganese, nickel, or cobalt is at least 0.2 g / l. In the examples, the nickel concentration is said to be 0.53 and 1.33 g / l.

EP-A-459 541은 니켈이 필수적으로 존재하지 않으며, 아연 및 인산염 이외에 0.2 내지 4 g/l의 망간 및 1 내지 30 mg/l의 구리를 함유하는 인산염 처리 용액에 관한 것이다. DE-A-42 10 513은 니켈이 없는 인산염 처리 용액을 개시하고 있는데, 상기 용액은 아연 및 인산염 이외에 0.5 내지 25mg/l의 구리이온 및 하이드록실아민을 가속제로서 함유한다. 상기 인산염화 용액은 선택적으로 0.15 내지 5g/l의 망간을 추가로 함유한다.EP-A-459 541 relates to a phosphate treatment solution which is essentially free of nickel and which contains in addition to zinc and phosphate 0.2 to 4 g / l manganese and 1 to 30 mg / l copper. DE-A-42 10 513 discloses a nickel free phosphate treatment solution which contains 0.5 to 25 mg / l of copper ions and hydroxylamine in addition to zinc and phosphate as accelerators. The phosphate solution further optionally contains 0.15 to 5 g / l manganese.

상기 언급된 마지막 2 개의 문서에 있어, 인산염 처리 방법은 항-부식(anti-corrosion) 보호를 충분히 만족한다. 그러나, 실제에 있어, 약 1 g/l의 비교적 고농도의 망간을 함유하는 인산염 처리욕이 사용된다. 그러므로 상기 인산염 처리욕은, 가능한 최저농도의 중금속을 사용하여 세정수 및 유출물의 처리 동안에 최소량의 금속-함유 찌꺼기를 배출하고자 하는, 현대의 생태학적인 요구에 맞지 않는다.In the last two documents mentioned above, the phosphate treatment method satisfies the anti-corrosion protection. In practice, however, a phosphate treatment bath containing a relatively high concentration of manganese of about 1 g / l is used. The phosphate treatment bath therefore does not meet the modern ecological requirements of using the lowest possible concentration of heavy metals to discharge the minimum amount of metal-containing waste during treatment of the wash water and effluent.

본 발명은 아연 및 포스페이트 이온을 함유한 수성, 산성인 인산염 처리(phosphatising) 용액 및 최대 150 ppm 의 망간 이온 및 최대 30 ppm 의 구리 이온을 사용하여 금속 표면을 인산염 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 상기의 방법을 연속의 라커링(lacquering), 특히 전기이동 라커링(electrophoretic lacquering) 또는 파우더 라커링(powder lacquering)을 위한 금속 표면의 예비 처리의 방법으로서 사용하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to an aqueous, acidic phosphatising solution containing zinc and phosphate ions and to a method of phosphating a metal surface using up to 150 ppm manganese ions and up to 30 ppm copper ions. The invention further relates to the use of the above method as a method of pretreatment of the metal surface for continuous lacquering, in particular for electrophoretic lacquering or powder lacquering. .

상기 방법은 강, 아연 도금강(galvanised steel) 또는 아연 도금한 합금강(alloy-galvanised steel), 알루미늄, 알루미늄화 강(aluminised steel) 또는 알루미늄화한 합금강(alloy-aluminised steel)에 응용할 수 있다.The method is applicable to steel, galvanized steel or alloy-galvanised steel, aluminum, aluminum or aluminum-alloyed steel.

본 발명의 목적은 중금속이 소진되는 인산염 처리 방법(heavy metal depleted phosphatising process)을 제공하는 것으로, 상기는 자동차 산업에서 사용되는 여러 가지 재료 상의 트리카치온 인산염 처리 방법의 수행을 달성한다. 상기 목적은 강, 아연 도금된 강 또는 아연 도금된 합금 강 및/또는 알루미늄의 금속 표면을 인산염 처리하는 공정에 의해 달성되는데, 본 방법에서는 금속 표면을 3 초 내지 8 분 동안 분사(spraying) 또는 함침(immersing)에 의해 아연 함유 인산염처리 용액과 접촉시키며, 이러한 인산염 처리 용액이 하기를 함유하는 것을 특징으로 한다:It is an object of the present invention to provide a heavy metal depleted phosphatising process, which achieves the performance of tricationic phosphate treatment on a variety of materials used in the automotive industry. This object is achieved by a process of phosphating a metal surface of steel, galvanized steel or galvanized alloy steel and / or aluminum, wherein the method sprays or impregnates the metal surface for 3 seconds to 8 minutes. contact with the zinc-containing phosphate solution by immersing, characterized in that the phosphate solution contains:

0.2 내지 3 g/l의 아연이온;0.2-3 g / l zinc ion;

3 내지 50 g/l의 인산염 이온 (PO4로서 계산);3 to 50 g / l of phosphate ions (calculated as PO 4 );

1 내지 150 mg/l의 망간 이온;1 to 150 mg / l manganese ions;

1 내지 30 mg/l의 구리 이온;1 to 30 mg / l copper ions;

및 하기로부터 선택된 1종 이상의 가속제:And at least one accelerator selected from:

0.3 내지 4 g/l의 염소산염 이온,0.3 to 4 g / l chlorate ion,

0.01 내지 0.2 g/l의 아질산염 이온,0.01 to 0.2 g / l nitrite ions,

0.05 내지 2 g/l의 m-니트로벤젠술포네이트 이온,0.05-2 g / l m-nitrobenzenesulfonate ions,

0.05 내지 2 g/l의 m-니트로벤조에이트 이온,0.05-2 g / l m-nitrobenzoate ions,

0.05 내지 2 g/l의 p-니트로페놀,0.05-2 g / l of p-nitrophenol,

0.005 내지 0.15 g/l의 자유(free) 또는 결합(bound) 형태의 과산화수소,0.005 to 0.15 g / l free or bound hydrogen peroxide,

0.1 내지 10 g/l의 자유 또는 결합 형태의 하이드록실아민,Hydroxylamine in free or bonded form from 0.1 to 10 g / l,

0.1 내지 10 g/l의 환원당(reducing sugar)0.1 to 10 g / l reducing sugar

아연 농도는 바람직하게는 약 0.3 내지 약 2 g/l 이고, 특히 약 0.8 내지 약 1.6 g/l 사이이다. 1.6 g/l 초과, 예를 들면, 2 내지 3 g/l의 아연 농도는 상기 방법에서 단지 매우 미미한 이점을 가져오는 반면, 인산염 처리욕 내의 폐수 발생을 증가시킨다. 이와 같은 아연 농도는, 아연 도금된 표면을 인산염 처리하는 경우, 산 부식(pickling erosion)에 의해 추가의 아연이 인산염 처리욕에 삽입되게 되는 경우, 작업 중의 인산염 처리욕 내에 발생될 수 있다. 농도 범위가 약 1 내지 약 50 mg/l인 니켈 및/또는 약 5 내지 약 100 mg/l인 코발트 이온은 0.5 g/l 이하의, 가능한 최저 농도의 질산염과의 조합으로 어떠한 니켈 또는 코발트도 함유하지 않거나, 또는 질산염 농도가 0.5 g/l 이상인 인산염 처리욕과 비교하여 항-부식성 효과 및 라커 접착성을 향상시킨다. 상기는 한편으로는 인산염 처리욕의 효율성 및 다른 한편으로는 세정수의 유출물 처리를 위한 필요 조건간의 유익한 절충을 달성한다.The zinc concentration is preferably between about 0.3 and about 2 g / l, in particular between about 0.8 and about 1.6 g / l. Zinc concentrations of greater than 1.6 g / l, for example 2-3 g / l, bring only very minor advantages to the process, while increasing the generation of waste water in the phosphate treatment bath. Such zinc concentration may occur in the phosphate treatment bath during operation when phosphate the zinc plated surface, where additional zinc is inserted into the phosphate treatment bath by pickling erosion. Nickel in a concentration range of about 1 to about 50 mg / l and / or cobalt ions of about 5 to about 100 mg / l contains any nickel or cobalt in combination with nitrate at the lowest possible concentration of 0.5 g / l or less. Or anti-corrosive effect and lacquer adhesion as compared to a phosphate treatment bath having a nitrate concentration of at least 0.5 g / l. This achieves a beneficial compromise between the efficiency of the phosphate treatment bath on the one hand and the requirements for the effluent treatment of the wash water on the other hand.

독일 특허 출원 195 00 927. 4는 약 0.2 내지 약 1.5 g/l 양의 리튬 이온이 아연 인산염 처리욕을 사용하여 달성할 수 있는 항-부식성 효과를 향상시키는 것을 개시하였다. 0.2 내지 약 1.5 g/l, 특히 0.4 내지 약 1 g/l의 리튬 농도는 또한 본 발명의 중금속이 소진되는 인산염 처리 공정에서 얻어지는 항-부식성 효과에 유익한 영향을 준다.German patent application 195 00 927. 4 discloses that lithium ions in an amount of about 0.2 to about 1.5 g / l enhance the anti-corrosive effect achievable using a zinc phosphate treatment bath. Lithium concentrations of 0.2 to about 1.5 g / l, in particular 0.4 to about 1 g / l, also have a beneficial effect on the anti-corrosive effect obtained in the phosphate treatment process in which the heavy metals of the invention are exhausted.

만일, 본 발명이 스프레이 방법으로서 사용될 것이라면, 약 0.002 내지 약0.01 g/l의 구리 농도가 특히 바람직하다. 함침 방법으로서 사용될 경우, 0.005 내지 0.02 g/l의 구리 농도가 바람직하다.If the present invention will be used as a spray method, a copper concentration of about 0.002 to about 0.01 g / l is particularly preferred. When used as the impregnation method, a copper concentration of 0.005 to 0.02 g / l is preferred.

인산염 층과 혼합되거나 또는 인산염 층에서의 결정 성장에 최소한 긍정적인 효과를 가지는, 상기에 언급된 양이온들을 제외하고, 인산염 처리욕은 일반적으로 나트륨, 칼륨, 및/또는 암모늄 이온을 함유하여 유리산(free acid)을 조정한다. 유리산이라는 표현은 인산염 처리 기술의 분야에서 숙련된 자들에게는 익숙한 용어이다. 유리산 및 본 발명의 목적을 위해 사용되는 총 산(total acid)을 정량하는 방법은 실시예에 주어진다. 유리산 및 총 산은 층의 중량에 큰 영향을 주기 때문에 이들은 인산염 처리욕의 주요한 제어 인자이다. 부분 인산염 처리를 위한 0 내지 1.5 포인트의 유리산 값, 스트립 인산염 처리(strip phosphatising)를 위한 2.5 포인트 이하의 유리산 값 및 약 15 내지 약 30의 총 산의 값이 기술적으로 통상적 범위내에 들어가며, 상기는 본 발명의 맥락에서도 적당하다.Except for the above-mentioned cations, which are mixed with the phosphate layer or have at least a positive effect on crystal growth in the phosphate layer, the phosphate treatment bath generally contains sodium, potassium, and / or ammonium ions to form free acid ( free acid). The expression free acid is a familiar term for those skilled in the art of phosphate treatment techniques. Methods of quantifying free acid and total acid used for the purposes of the present invention are given in the Examples. Since free acid and total acid have a great influence on the weight of the layer, they are the main control factors for the phosphate treatment bath. Free acid values of 0 to 1.5 points for partial phosphate treatment, free acid values of 2.5 points or less for strip phosphatising and total acid values of about 15 to about 30 are technically within the usual ranges, and Is also suitable in the context of the present invention.

각종 기재(substrate)를 위해 적절히 고안된 인산염 처리욕의 경우, 자유 및/또는 착체-형성(complexed) 불소 이온을 총 불소이온 2.5 g/l 이하의 양으로 첨가하는 것은 통상적인 것이며, 이 때 1g/l 이하가 자유 불소이온이다. 불소이온이 상기의 양으로 존재하는 것은 본 발명에 따른 인산염 처리욕에도 유익한 것이다. 불소이온이 없는 경우, 처리욕내의 알루미늄 농도가 3 mg/l를 초과하여서는 안된다. 불소이온이 존재하는 경우, 착체를 형성하지 않은 Al의 농도가 3 mg/l를 초과하지 않는다면, 착체의 형성으로 인해 보다 높은 알루미늄 농도도 용인될 수 있다. 그러므로, 불소이온을 함유하는 처리욕의 사용은 인산염화될 표면이 적어도 부분적으로 알루미늄으로 이루어져 있거나 또는 알루미늄을 함유하고 있을 경우 유리하다. 상기의 경우, 착체를 형성한 불소이온이 아닌 오직 자유 불소이온을 바람직하게는 0.5 내지 1.0 g/l의 농도로 사용하는 것이 유익하다.In the case of phosphate treatment baths suitably designed for various substrates, it is customary to add free and / or complexed fluorine ions in amounts of up to 2.5 g / l of total fluorine ions, with 1 g / 1 or less is free fluorine ion. The presence of fluorine ions in such amounts is also beneficial to the phosphate treatment bath according to the present invention. In the absence of fluorine ions, the aluminum concentration in the treatment bath should not exceed 3 mg / l. In the presence of fluorine ions, higher aluminum concentrations can also be tolerated due to the formation of the complex, unless the concentration of Al that does not form a complex exceeds 3 mg / l. Therefore, the use of a treatment bath containing fluorine ions is advantageous when the surface to be phosphated is at least partially composed of aluminum or contains aluminum. In this case, it is advantageous to use only free fluorine ions, not the complexed fluorine ions, preferably at a concentration of 0.5 to 1.0 g / l.

아연 표면을 인산염 처리할 경우, 인산염 처리욕이 이른바 가속제를 반드시 함유해야 할 필요는 없다. 그러나, 강 표면을 인산염 처리할 경우, 인산염 처리 용액은 1종 이상의 가속제를 함유해야 한다. 상기의 가속제들은 아연 인산염 처리욕의 조성분으로서 기존의 기술에서 통상적인 것들이다. 이들은 묽은 산 용액(pickling solution)중의 산에 의한 공격의 결과로서 금속 표면에 생성된 수소를 화학적으로 연결하는 물질로서 이해되며, 그 자신들은 환원된다. 산화 가속제(oxidizing accelerator)는 추가로 묽은 산 용액의 공격에 의해 강의 표면으로부터 방출된 3가 상태의 철(Ⅱ)이온을 산화하는 효과를 지니므로, 이들은 인산철(Ⅲ)로서 침전할 수 있다.When phosphating the zinc surface, the phosphate treatment bath does not necessarily have to contain a so-called accelerator. However, when phosphating steel surfaces, the phosphate treatment solution should contain at least one accelerator. The accelerators mentioned above are conventional in the prior art as a component of the zinc phosphate treatment bath. They are understood as substances which chemically connect hydrogen produced on the metal surface as a result of attack by acids in a pickling solution, and they are reduced. Oxidizing accelerators have the effect of further oxidizing trivalent iron (II) ions released from the surface of the steel by attack of dilute acid solutions, so they can precipitate as iron (III) phosphate. .

본 발명에 따른 인산염 처리욕은 가속제로서 하기의 성분들 중 1종 이상을 함유할 수 있다:The phosphate treatment bath according to the invention may contain one or more of the following components as accelerators:

0.3 내지 4 g/l의 염소산염 이온,0.3 to 4 g / l chlorate ion,

0.01 내지 0.2 g/l의 아질산염 이온,0.01 to 0.2 g / l nitrite ions,

0.05 내지 2 g/l의 m-니트로벤젠술포네이트 이온,0.05-2 g / l m-nitrobenzenesulfonate ions,

0.05 내지 2 g/l의 m-니트로벤조에이트 이온,0.05-2 g / l m-nitrobenzoate ions,

0.05 내지 2 g/l의 p-니트로펜놀,0.05-2 g / l of p-nitrophenol,

0.005 내지 0.15 g/l의 자유 또는 결합 형태의 하이드로젠 퍼옥사이드,0.005 to 0.15 g / l free or bound form of hydrogen peroxide,

0.1 내지 10 g/l의 자유 또는 결합 형태의 하이드록실아민,Hydroxylamine in free or bonded form from 0.1 to 10 g / l,

0.1 내지 10 g/l의 환원 당(reducing sugar)0.1 to 10 g / l reducing sugar

아연도금된 강을 인산염 처리하는 경우, 인산염 처리 용액은 질산염(nitrate)을 가능한 한 적게 함유해야 한다. 질산염의 농도는 0.5 g/l를 초과해서는 안되는데, 이는 상기보다 높은 농도에서는 이른바 "스펙(speck)"이 생성될 위혐이 있기 때문이다. 이들은 인산염층 내부의 흰색의, 분화구 같은(crater-like) 결함이다. 추가로, 아연 도금된 표면의 라커 접착성이 손상된다.When phosphating galvanized steel, the phosphate treatment solution should contain as little nitrate as possible. The concentration of nitrates should not exceed 0.5 g / l, because at higher concentrations there is a risk that so-called "specks" will be produced. These are white, crater-like defects inside the phosphate layer. In addition, the lacquer adhesion of the galvanized surface is impaired.

가속제로서 아질산염을 사용하는 것은 특별히 강 표면상에서 기술적으로 만족할만한 결과를 유도한다. 그러나, 산업 안전상의 이유로(질소기체의 생성 위험), 가속제로서의 아질산염 사용은 피해야 한다고 권장된다. 상기는 아연 도금된 표면을 인산염 처리하는 경우 아질산염으로부터 질산염이 형성될 수 있고, 앞서 설명한 바와 같이 이것은 스펙 형성의 문제 및 아연으로의 라커 접착성 감소를 초래하기 때문에, 기술상의 이유로도 바람직하다.The use of nitrite as an accelerator leads to technically satisfactory results, especially on steel surfaces. However, for industrial safety reasons (risk of nitrogen gas production), the use of nitrite as an accelerator is recommended to be avoided. This is also desirable for technical reasons, as nitrates can be formed from nitrite when phosphate the zinc plated surface, which, as described above, leads to problems of spec formation and reduced lacquer adhesion to zinc.

환경적 이유로, 과산화수소 및 기술상의 이유로 하이드록실아민이 가속제로서 특히 바람직한데, 이들은 보다 나중 단계에서 용액에 첨가되어야 할 필요성이 더 많아질 경우, 간략화된 조제(simplified formulations)의 가능성을 제공한다. 그러나, 상기 두가지 가속제의 상호 사용은 바람직하지 않은데, 이는 하이드록실아민이 과산화수소에 의해 분해되기 때문이다. 만일 과산화수소가 하나의 가속제로서 자유 또는 결합 형태로 사용될 경우, 0.005 내지 0.02 g/l 농도의 과산화수소가 특히 바람직하다. 상기의 경우, 과산화수소는 인산염화 용액에 이와같이 첨가할 수 있다. 인산염 처리욕 내에서 가수분해 반응에 의해 과산화수소를 제공하는 화합물로서, 결합 형태의 과산화수소를 사용하는 것 또한 바람직하다. 상기와 같은 화합물들의 예는 과염(persalt), 예를 들면, 퍼보레이트, 퍼카아보네이트, 퍼옥소설페이트, 또는 퍼옥소디설페이트이다. 나아가, 과산화수소의 적당한 공급원은 이온성 과산화물, 예를 들면, 알칼리 금속 퍼옥사이드이다. 본 발명의 바람직한 구현예는 함침 방법에 의한 인산염 처리의 경우, 염소산염 이온 및 과산화수소의 조합을 사용하는 것과 관련되어 있다. 상기의 구현예에서 염소산염의 농도는, 예를 들면, 2 내지 4 g/l이고 과산화수소의 농도는 10 내지 50 ppm일 수 있다.For environmental reasons, hydrogen peroxide and for technical reasons hydroxylamine are particularly preferred as accelerators, which offer the possibility of simplified formulations when there is a greater need to be added to the solution at a later stage. However, the mutual use of these two accelerators is undesirable because hydroxylamine is degraded by hydrogen peroxide. If hydrogen peroxide is used in free or bound form as one accelerator, hydrogen peroxide at a concentration of 0.005 to 0.02 g / l is particularly preferred. In this case, hydrogen peroxide can thus be added to the phosphate solution. As a compound which provides hydrogen peroxide by hydrolysis reaction in a phosphate treatment bath, it is also preferable to use hydrogen peroxide in the form of a bond. Examples of such compounds are persalts, such as perborate, percarbonate, peroxosulfate, or peroxodisulfate. Furthermore, suitable sources of hydrogen peroxide are ionic peroxides, for example alkali metal peroxides. A preferred embodiment of the present invention involves the use of a combination of chlorate ions and hydrogen peroxide in the case of phosphate treatment by the impregnation method. In the above embodiment, the concentration of chlorate may be, for example, 2 to 4 g / l and the concentration of hydrogen peroxide may be 10 to 50 ppm.

가속제로서 환원당의 사용은 US-A-5 378 292로부터 공지되어 있다. 이들은 본 발명에 따라서, 약 0.01 내지 약 10 g/l, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2.5 g/l의 양으로 사용될 수 있다. 이런 형태의 당의 예는 갈락토오스, 맨노스(mannose) 및, 특히 글루코오스(덱스트로스)이다.The use of reducing sugars as accelerators is known from US-A-5 378 292. They may be used in amounts of about 0.01 to about 10 g / l, preferably about 0.5 to about 2.5 g / l, according to the present invention. Examples of this type of sugar are galactose, mannose and, in particular, glucose (dextrose).

본 발명의 또다른 구현예는 하이드록실아민을 가속제로서 사용한다. 하이드록실아민은 자유 염기로서, 하이드록실아민 착체로서, 하이드록실 아민과 케톤의 축합 생성물을 나타내는 옥심(oxim)으로서, 또는 하이드록실- 암모늄염의 형태로서 사용될 수 있다. 만일 자유 하이드록실아민을 인산염 처리욕 또는 인산염 처리욕 농축물(phosphatising bath concentrate)에 첨가할 경우, 상기는 이들 용액의 산성 특징으로 인해, 주로 하이드록실암모늄 양이온으로서 존재한다. 하이도록실암모늄 염으로서 사용될 경우, 설페이트 및 인산염이 특히 적당하다. 인산염의 경우, 산성 염이 용해도가 더욱 좋기 때문에 바람직하다. 하이드록실아민 또는 이의 화합물은 인산염 처리욕에, 자유 하이드록실아민의 이론상 농도가 0.1 내지 10 g/l, 바람직하게는 0.3 내지 5g/l가 되도록 첨가한다. 이 경우, 인산염 처리욕은, 가속제로서 오직 하이드록실아민만을 함유하는 것이 바람직하고, 필요하다면 0.5g/l 이하의 아질산염을 함께 함유한다. 그러므로, 하나의 바람직한 구현예에 있어서, 인산염 처리욕은 다른 공지의 가속제, 예를 들면, 아질산염, 할로겐의 옥소-음이온, 과산화물 또는 니트로-벤젠술포네이트를 함유하지 않는다. 긍정적인 부반응으로서, 약 1.5 g/l 이상의 하이드록실아민 농도는, 액체에 의해 부적절하게 둘러싸인, 인산염 처리될 구성요소 상의 녹 형성 위험을 감소시킨다.Another embodiment of the present invention uses hydroxylamine as an accelerator. The hydroxylamine can be used as a free base, as a hydroxylamine complex, as an oxim representing the condensation product of hydroxyl amine and ketone, or in the form of a hydroxyl-ammonium salt. If free hydroxylamine is added to the phosphate treatment bath or phosphatising bath concentrate, it is mainly present as a hydroxylammonium cation due to the acidic nature of these solutions. Sulfate and phosphate salts are particularly suitable when used as hygisilylammonium salts. In the case of phosphates, acid salts are preferred because of their better solubility. The hydroxylamine or a compound thereof is added to the phosphate treatment bath such that the theoretical concentration of free hydroxylamine is 0.1 to 10 g / l, preferably 0.3 to 5 g / l. In this case, the phosphate treatment bath preferably contains only hydroxylamine as an accelerator, and together with nitrite of 0.5 g / l or less, if necessary. Therefore, in one preferred embodiment, the phosphate treatment bath does not contain other known accelerators, such as nitrites, oxo-anions of halogens, peroxides or nitro-benzenesulfonates. As a positive side reaction, the hydroxylamine concentration of about 1.5 g / l or more reduces the risk of rust formation on the component to be phosphated, improperly surrounded by liquid.

실제 응용에서, 인산염 처리될 금속 부품이 인산염 처리욕으로 도입되지 않는다면, 가속제 하이드록실아민은 또한 서서히 비활성화될 수 있다는 것을 알아내었다. 놀랍게도, 탄소수 2 내지 6을 가지는 1종 이상의 지방족 하이드록시카르복시 또는 아미노카르복시산을 인산염 처리욕에 총 0.01 내지 1.5 g/l의 양으로 추가 첨가하는 경우, 하이드록실아민의 비활성화는 매우 지연될 수 있다는 것을 알아내었다. 이러한 경우, 카르복실산은 바람직하게는 글리신, 락트산(lactic acid), 글루콘산(gluconic acid), 타르트론산(tartronic acid), 말레산, 타르타르산 및 시트르산으로부터 선택된 것이 바람직하고, 상기 중에서 시트르산, 락트산 및 글리신이 특히 바람직하다.In practical applications, it has been found that the accelerator hydroxylamine can also be slowly deactivated unless the metal part to be phosphated is introduced into the phosphate treatment bath. Surprisingly, the addition of one or more aliphatic hydroxycarboxylic or aminocarboxylic acids having 2 to 6 carbon atoms to the phosphate treatment bath in an amount of 0.01 to 1.5 g / l in total, indicates that the deactivation of hydroxylamine can be very delayed. Figured out. In this case, the carboxylic acid is preferably selected from glycine, lactic acid, gluconic acid, tartronic acid, maleic acid, tartaric acid and citric acid, among which citric acid, lactic acid and glycine This is particularly preferred.

인산염 처리 공정을 강 표면에 사용하는 경우, 철은 철(Ⅱ)이온의 형태로 용액 내로 들어간다. 본 발명에 따른 인산염 처리욕이 철(Ⅱ)을 산화할 수 있는 물질을 함유하고 있지 않더라도, 2가의 철은 공기 산화의 결과로서 3가 상태로 전환하여 인산철(Ⅲ)으로서 침전할 수가 있다. 상기의 사실은 예를 들면, 하이드록실아민을 사용하는 경우이다. 그러므로, 철(Ⅱ)의 농도는, 인산염 처리욕 내에서, 산화제를 함유한 처리욕 내에 함유된 농도보다 훨씬 높게 구축될 수 있다. 이러한 맥락에서 철(Ⅱ)의 농도는 50ppm이하가 보통인 반면, 생산 주기동안 500ppm에 이르는 값도 짧은 기간 중에 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 인산염화 공정에 있어서, 상기의 철(Ⅱ) 농도는 손상되지 않는다. 경수를 사용하여 제조되었을 경우, 인산염 처리욕은 추가로 경도 생성 양이온(hardness-producing cation) Mg(Ⅱ) 및 Ca(Ⅱ)를 총 7 mmol/l이하의 농도로 함유할 수 있다. Mg(Ⅱ) 또는 Ca(Ⅱ)는 추가로 2.5 g/l 이하의 양으로 인산염 처리욕에 첨가될 수 있다.When a phosphate treatment process is used on the steel surface, iron enters the solution in the form of iron (II) ions. Although the phosphate treatment bath according to the present invention does not contain a substance capable of oxidizing iron (II), divalent iron can be converted to trivalent state as a result of air oxidation and precipitated as iron phosphate (III). This is the case, for example, when using hydroxylamine. Therefore, the concentration of iron (II) can be established in the phosphate treatment bath much higher than the concentration contained in the treatment bath containing the oxidant. In this context, iron (II) concentrations are usually below 50 ppm, while values up to 500 ppm during the production cycle can occur in a short period of time. In the phosphate process according to the invention, the iron (II) concentration is not impaired. When prepared using hard water, the phosphate treatment bath may additionally contain hardness-producing cation Mg (II) and Ca (II) at a concentration of up to 7 mmol / l. Mg (II) or Ca (II) may further be added to the phosphate treatment bath in an amount up to 2.5 g / l.

인산염 처리욕 내의 아연이온에 대한 인산염 이온의 중량비는 3.7 내지 30의 범위라면, 넓은 한계 사이에서 변화할 수 있다. 10 내지 20의 중량비가 특히 바람직하다. 인산 농도에 대한 자료에 관하여, 인산염 처리욕의 모든 인의 함량은 인산 이온 PO4 -3의 형태로 존재하는 것으로 생각된다. 그러므로, 비율을 계산할 때에, 일반적으로 3 내지 3.6인 인산염 처리욕의 pH에서 단지 작은 부분의 인산염이 실제로 3가로 하전된(triply charged) 음이온으로 존재한다는 사실은 무시한다. 나아가, 상기의 pH에서 인산염은, 소량의 해리되지 않은 인산 및 2가로 하전된 하이드로젠 포스페이트 음이온과 함께, 주로 1가로 하전된 디하이드로젠-포스페이트 음이온으로 존재하는 것으로 기대된다.The weight ratio of phosphate ions to zinc ions in the phosphate treatment bath can vary between wide limits as long as it is in the range of 3.7 to 30. Particular preference is given to weight ratios of 10 to 20. Regarding the data on the phosphate concentration, all phosphorus content in the phosphate treatment bath is considered to exist in the form of phosphate ions PO 4 -3 . Therefore, when calculating the ratio, ignore the fact that only a small portion of the phosphate actually exists as a triply charged anion at the pH of the phosphate treatment bath, which is generally 3 to 3.6. Furthermore, at these pHs, phosphates are expected to be present primarily as monovalently charged dihydrogen-phosphate anions, along with small amounts of undissociated phosphoric acid and divalently charged hydrogen phosphate anions.

인산염 처리욕은, 일반적으로, 사용 현장에서 물의 첨가에 의해 적용 농도로 조정되는 수성 농축물의 형태로 판매된다. 안정성의 이유로, 상기 농축물은 과량의 자유 인산을 함유하므로, 처리욕 농도로의 희석시, 유리산 값은 최초에는 너무 높고 pH는 너무 낮다. 유리산 값은 알칼리, 예를 들면, 수산화 나트륨, 탄산 나트륨 또는 암모니아를 첨가하여 바람직한 범위로 낮추어진다. 더 나아가, 유리산의 농도는 층-형성 양이온의 소비로 인해, 그리고, 선택적으로, 가속제의 분해 반응에 의해 인산염 처리욕의 사용 동안 시간에 따라 증가할 수 있다. 이러한 경우, 유리산 값은 수시로 알칼리를 첨가하여 바람직한 범위로 재조정해야 한다. 이것은 인산염 처리욕의 알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온의 농도가 넓은 한계를 가지고 변화 가능하다는 것과, 이들이 유리산의 중화의 결과로서 인산염 처리욕의 수명 전반에 걸쳐 증가하는 경향이 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 알칼리 금속 및/또는 암모늄 이온의, 예를 들면 아연 이온에 대한 중량비는, 새로이 제조된 인산염 처리욕에서는 예를 들면, 0.5 미만 (<0.5)으로 매우 낮고, 극단적으로 심지어 0 이 될 수도 있지만, 상기는 일반적으로 처리욕 유지 과정의 결과로서 시간이 지남에 따라 증가하여, 상기 비가 1을 초과(>1)할 수 있어 10 이상의 값도 허용 가능하다. 낮은 아연 인산염 처리욕은 일반적으로 알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온을 첨가하여 유리산을 PO4 3-: Zn 의 중량비가 8을 초과하는 바람직한 중량비의 요구 범위로 조정될 필요가 있다. 유사한 생각을, 예를 들어, 인산염 이온에 대한 다른 알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온의 비에 관하여 적용할 수 있다.The phosphate treatment bath is generally sold in the form of an aqueous concentrate which is adjusted to the application concentration by the addition of water at the site of use. For stability reasons, the concentrate contains excess free phosphoric acid, so upon dilution to the treatment bath concentration, the free acid value is initially too high and the pH is too low. The free acid value is lowered to the preferred range by addition of alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate or ammonia. Furthermore, the concentration of free acid can increase over time during the use of the phosphate treatment bath due to the consumption of layer-forming cations and, optionally, by the decomposition reaction of the accelerator. In this case, the free acid value should be readjusted to the desired range with the addition of alkali from time to time. This means that the concentration of alkali metal ions or ammonium ions in the phosphate treatment bath is variable with wide limits and that they tend to increase throughout the life of the phosphate treatment bath as a result of neutralization of the free acid. Therefore, the weight ratio of alkali metal and / or ammonium ions to, for example, zinc ions, is very low, for example less than 0.5 (<0.5) in the newly prepared phosphate treatment bath, and may even be extremely zero. This generally increases with time as a result of the process bath maintenance process, so that the ratio may be greater than 1 (> 1) and values of 10 or more are acceptable. Low zinc phosphate treatment baths generally need to be adjusted to the desired range of preferred weight ratios by adding alkali metal ions or ammonium ions to the free acid with a weight ratio of PO 4 3 : Zn exceeding 8. Similar thought can be applied, for example, with regard to the ratio of other alkali metal ions or ammonium ions to phosphate ions.

리튬을 함유한 인산염 처리욕의 경우,지나치게 높은 나트륨의 농도에 의해 항-부식성 효과에 대한 리튬의 바람직한 효과가 억제되므로, 유리산을 조정하기 위한 나트륨 화합물의 사용은 피해야 한다. 상기의 경우, 바람직하게는 염기성 리튬 화합물(basic litium compound)이 유리산을 조정하기 위해 사용된다. 칼륨 화합물 또한 상기 공정을 보조하기 위해 적절하다.In the case of lithium-containing phosphate treatment baths, the use of sodium compounds to modulate the free acid should be avoided because excessively high concentrations of sodium inhibit the desired effect of lithium on anti-corrosive effects. In this case, a basic lithium compound is preferably used to adjust the free acid. Potassium compounds are also suitable to assist in this process.

이론적으로, 어떠한 형태의 층-형성(layer forming) 또는 층에 영향을 주는(laye-influencing)양이온이 아연염 처리욕에 도입되는가는 중요하지 않다. 그러나, 질산염 농도의 바람직한 상한선을 초과하지 않기 위해 질산염은 피해야 한다. 금속 이온은 인산염 처리 용액에 이종 이온(foreign ion)을 도입하지 않는 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 그러므로, 금속류를 이들의 옥사이드 또는 카르보네이트의 형태로 사용하는 것이 가장 바람직하다. 리튬은 또한 설페이트 및 구리로서, 바람직하게는 아세테이트로서 사용될 수 있다.In theory, it does not matter what type of layer forming or lay-influencing cations are introduced into the zinc salt treatment bath. However, nitrates should be avoided in order not to exceed the desired upper limit of nitrate concentrations. The metal ion is preferably used in the form of not introducing foreign ions into the phosphate treatment solution. Therefore, it is most preferable to use metals in the form of their oxides or carbonates. Lithium can also be used as sulfate and copper, preferably as acetate.

본 발명에 따른 인산염 처리욕은 강, 아연 도금 또는 아연 도금한 합금 강, 알루미늄, 알루미늄화 강 또는 알루미늄화된 합금강의 표면을 인산염 처리하는 데에 적절하다. 여기서 사용된 "알루미늄"이라는 용어는 산업적으로 기존의 알루미늄 합금, 예를 들면, AlMg 0.5 Si 1.4를 포함한다. 상기 언급된 재료들은, 자동차 공업에서 매우 통상적인 것으로서, 또한 나란히 존재할 수 있다.The phosphate treatment bath according to the invention is suitable for phosphating the surface of steel, galvanized or galvanized alloy steel, aluminum, aluminized steel or aluminized alloy steel. The term "aluminum" as used herein includes industrially existing aluminum alloys, such as AlMg 0.5 Si 1.4. The aforementioned materials are very common in the automotive industry and may also be present side by side.

따라서, 차체 부분은 추가로 이미 제조된 재료, 예를 들면, 보나징크 방법 (Bonazink process)에 의해 제조된 재료들로 이루어질 수 있다. 상기의 경우, 기본 재료는 우선 크롬화(chromatised) 또는 인산염화되고, 이어서, 유기 수지로 코팅된다. 본 발명에 따른 상기 인산염 처리 방법은 이어서 상기의 제조된 층의 손상된 영역의 인산염 처리를 유도하거나 또는 미처리된 반대 쪽의 인산염 처리를 유도한다.Thus, the vehicle body portion may further be made of a material already produced, for example materials produced by the Bonazink process. In this case, the base material is first chromatised or phosphated and then coated with an organic resin. The phosphate treatment method according to the invention then leads to phosphate treatment of the damaged area of the prepared layer or to phosphate treatment on the untreated opposite side.

본 방법은 함침, 분사 또는 분사/함침 공정에 응용가능하다. 특히, 자동차 공업에 있어, 상기 방법은 1 내지 8분, 특히 2 내지 5 분사이의 처리시간이 통상적인데 있어 사용될 수 있다. 그러나 처리 시간이 통상 3 내지 12초인 철강 작업에서의 스트립 인산염 처리를 위해서도 사용가능하다. 스트립 인산염 처리공정에서 사용될 경우, 처리욕의 농도를 본 발명에 따른 바람직한 각각 범위의 위 쪽 반(upper half)에 고정시키는 것이 바람직하다. 예를 들여, 아연 농도는 1.5 내지 2.5 g/l이고, 유리산의 농도는 1.5 내지 2.5 점이 될 수 있다. 아연 도금강, 특히, 전해적으로 아연 도금된 강의 경우, 스트립 인산염 처리용 기재로서 더욱 적당하다.The method is applicable to an impregnation, spraying or spraying / impregnation process. In particular, in the automobile industry, the process can be used since the treatment time of 1 to 8 minutes, in particular 2 to 5 sprays, is common. However, it can also be used for strip phosphate treatment in steel operations where the treatment time is typically 3 to 12 seconds. When used in strip phosphate treatment, it is preferred to fix the concentration of the treatment bath to the upper half of each preferred range according to the invention. For example, the zinc concentration may be between 1.5 and 2.5 g / l and the concentration of free acid may be between 1.5 and 2.5 points. In the case of galvanized steel, in particular electrolytically galvanized steel, it is more suitable as a substrate for strip phosphate treatment.

기타 공지의 인산염 처리욕의 경우에서도 통상적인 바와 같이, 적절한 처리욕 온도는 30 내지 70℃, 응용 분야에 관계없이, 45 내지 60℃ 범위의 온도이다.As is also the case with other known phosphate treatment baths, suitable treatment bath temperatures are in the range of 30 to 70 ° C, 45 to 60 ° C, regardless of the application.

본 발명에 따른 인산염 처리 방법은 특히, 라커링 전, 예를 들면, 자동차 공업에서 통상적인 것처럼, 음극 전기 이동 라커링에 앞서 상기 언급된 금속 표면을 처리하고자 하는 것이다. 나아가, 이것은 예를 들어 가전 제품을 위한 분말 라커링 전의 예비 처리로도 적절하다. 인산염 처리 방법은 기술적으로 기존의 예비 처리 과정에 있어 하나의 단계로서 인식되어야 한다. 상기의 과정에서, 인산염 처리는 통상 세정/탈지, 중간 세정(intermediate rinsing) 및 활성화(activating)의 단계 후에 진행하며, 여기서 활성화는 일반적으로 티타늄 포스페이트를 함유한 활성화제를 사용하여 수행한다. 본 발명에 따른 인산염 처리 후, 중간 세정과 함께 또는 중간세정을 하지 않고, 임의로 보호막 후처리(passivating post-treatment)를 수행할 수 있다. 크롬산을 함유하는 처리욕은 이러한 형태의 보호막 후처리를 위해 널리 사용된다.The phosphate treatment method according to the invention is particularly intended to treat the aforementioned metal surfaces prior to lacquering, for example before cathodic electrophoretic lacquering, as is customary in the automotive industry. Furthermore, this is also suitable as a pretreatment before powder lacquer, for example for household appliances. Phosphate treatment methods are technically recognized as a step in the existing pretreatment process. In the above process, phosphate treatment usually proceeds after the steps of washing / degreasing, intermediate rinsing and activating, wherein activation is generally carried out using an activator containing titanium phosphate. After the phosphate treatment according to the invention, passivating post-treatment can optionally be carried out with or without intermediate cleaning. Treatment baths containing chromic acid are widely used for post treatment of this type of protective film.

그러나, 산업상 안정성의 이유로, 환경 보호를 위해, 그리고 또한, 폐수 처리 이유 때문에, 상기의 크롬 함유 보호막 처리욕을 크롬이 없는 처리욕으로 전환하려는 경향이 있다. 이러한 목적을 위해, 순수 무기욕(inorganic bath) 용액 , 특히 지르코늄 화합물 또는 다른 유기 반응성 처리욕 용액, 예를 들면, 폴리(비닐페놀)계의 것이 알려져 있다. 독일 특허 출원 195 11 573. 2로부터, 특정 인산염 처리 공정 후, 약 3 내지 7의 pH를 가지는 수용액을 사용한 보호막 처리 후-세정(passivating post rinsing)이 뒤따를 수 있는데, 이 때 상기 수용액은 하기의 양이온을 0.001 내지 10 g/l 함유한다: 리튬 이온, 구리 이온, 및/또는 은 이온. 이러한 형태의 후 세정은 추가로 본 발명에 따른 인산염 처리방법의 항-부식효과를 향상시키는 데에도 적합하다. 0.002 내지 1 g/l의 구리 이온을 함유하는 수용액이 이러한 목적에 특히 바람직하게 사용된다. 구리는 바람직하게는 아세테이트로서 사용한다. 이러한 후-세정 용액은 3.4 내지 6의 pH를 가지고, 온도는 20 내지 50℃인 것이 바람직하다.However, there is a tendency to convert the chromium-containing protective film treatment bath into a chromium-free treatment bath for industrial safety reasons, for environmental protection, and also for waste water treatment reasons. For this purpose, pure inorganic bath solutions, in particular zirconium compounds or other organic reactive treatment bath solutions, such as those based on poly (vinylphenol), are known. From German patent application 195 11 573. 2, after a certain phosphate treatment process, passivating post rinsing with an aqueous solution having a pH of about 3 to 7 may be followed, wherein the aqueous solution is It contains from 0.001 to 10 g / l cation: lithium ions, copper ions, and / or silver ions. This type of post-cleaning is also suitable for further enhancing the anti-corrosive effect of the phosphate treatment method according to the invention. An aqueous solution containing 0.002 to 1 g / l copper ions is particularly preferably used for this purpose. Copper is preferably used as acetate. This post-cleaning solution has a pH of 3.4 to 6, and the temperature is preferably 20 to 50 ° C.

완전 탈이온수를 사용한 중간 세정 단계는 상기의 후-보호막처리 단계 및 통상 뒤따르는 라커링 공정사이에서 수행한다.The intermediate cleaning step with complete deionized water is carried out between the post-protective film step and the subsequent lacquering process.

본 발명에 따른 인산염 처리 공정 및 비교 공정이 자동차 공업에서 사용되는 것과 같은, ST 1405 강판 및 전해적으로 아연 도금된 강판 위에서 실시되었다. 차체 제조에 통상적인 하기의 공정은 함침 방법으로서 수행되었다:The phosphate treatment process and the comparative process according to the invention were carried out on ST 1405 steel plates and electrolytically galvanized steel sheets, such as those used in the automotive industry. The following process, which is customary for vehicle body manufacture, was carried out as an impregnation method:

1. 수돗물내에서 2%인 알칼리성 세정제(Ridoline * 1501, Henkel KGaA)로 55 ℃에서 4분 간 세정.1. Rinsing with 2% alkaline cleaner (Ridoline * 1501, Henkel KGaA) in tap water for 4 minutes at 55 ° C.

2. 상온에서 수돗물로 1분 간 세정.2. Rinse with tap water for 1 minute at room temperature.

3. 완전 탈이온수내에서 0.1 %인 티타늄 포스페이트-함유한 활성화제로 상온에서 1분 간 활성화3. 0.1% titanium phosphate-containing activator in deionized water for 1 minute at room temperature

4. 표 1에 따른 인산염 처리욕으로 4분간 55℃에서 인산염 처리. 표 1에 언급된 양이온에 추가로, 질산염이 없는 인산염 처리욕은 0.1 g/l의 철(Ⅱ) 및 만일 필요하다면, 유리산 값을 조정하기 위해 나트륨 이온을 함유한다. Li를 함유하는 인산염 처리욕은 나트륨을 함유하지 않는다. 모든 처리욕은 0.95g/l의 SiF6 2-및 0.2 g/l의 F-및 가속제로서 1.7 g/l의 하이드록실암모늄 설페이트를 함유한다.4. Phosphate treatment at 55 ° C. for 4 min with phosphate treatment bath according to Table 1. In addition to the cations mentioned in Table 1, the nitrate free phosphate treatment bath contains 0.1 g / l of iron (II) and, if necessary, sodium ions to adjust the free acid value. The phosphate treatment bath containing Li does not contain sodium. All treatment baths contain 0.95 g / l SiF 6 2- and 0.2 g / l F and 1.7 g / l hydroxylammonium sulfate as accelerator.

유리산 값은 1.0 - 1.1 포인트이고, 총 산 값은 23 내지 25 포인트이다. 유리산의 포인트 값은 3.6의 pH를 제공하기 위해 적정하였을 때, 10 ml의 처리욕 용액에 의해 소비되는 0.1 N의 가성 소다(caustic soda)ml이다. 유사하게, 총 산의 포인트 값은 pH를 8.2 로 하기 위한 ml소비 이다.The free acid value is 1.0-1.1 points and the total acid value is 23-25 points. The point value of free acid is 0.1 N of caustic soda consumed by 10 ml of treatment bath solution when titrated to provide a pH of 3.6. Similarly, the point value of total acid is ml consumption for setting pH to 8.2.

5. 수돗물로 상온에서 1분간 세정.5. Wash at room temperature for 1 minute with tap water.

6. 착체 지르코늄 플루오라이드(Deoxylyte 54 NC, Henkel KGaA)에 기초한 크롬이 없는 보호막 처리제(passivating agent)를 가지고, 완전 탈이온수 내의 0.25% 농도로, pH 4.0 및 40 ℃의 온도에서 1분간 보호막 후-처리.6. With a chromium-free passivating agent based on complex zirconium fluoride (Deoxylyte 54 NC, Henkel KGaA), after protective membrane for 1 minute at pH 4.0 and 40 ° C. at 0.25% concentration in complete deionized water. process.

7. 완전 탈이온수로 세정.7. Rinse thoroughly with deionized water.

8. 압축 공기로 에어-블로잉.8. Air-blowing with compressed air.

비표면적 중량(area-specific weight) ["층 중량": layer weight]은 DIN 50942에 따라 5% 농도의 크롬산 용액에 용해시켜 정량한다. 이들은 2.5 내지 4.5 g/㎡이었다.Area-specific weight ["layer weight": layer weight] is quantified by dissolving in a 5% concentration of chromic acid solution according to DIN 50942. These were 2.5 to 4.5 g / m 2.

인산염 처리된 시편판을 BASF의 (FT 85 7042)의 음극 전기이동 라커(cathodic electrophoretic lacquer)로 도포한다. 전해적으로 아연도금된 강의 항-부식성 효과를 VDA 621-415에 따라 변화하는 기후 조건하에서 5주기에 걸쳐 시험하였다. 스크레치(스크레치의 반 폭)에서 라커의 침투로서 표 1에 결과가 주어져 있다. 표 1은 또한 VW 표준에 따른 스톤 충격 시험의 결과를 가지고 있다(K값이 작을수록 라커 접착성이 좋다).The phosphate treated specimen plates are applied with a cathodic electrophoretic lacquer from BAFT (FT 85 7042). The anti-corrosive effect of electrolytically galvanized steel was tested over five cycles under varying climatic conditions in accordance with VDA 621-415. The results are given in Table 1 as the penetration of the lacquer in the scratch (half width of the scratch). Table 1 also contains the results of the stone impact test according to the VW standard (the smaller the K value the better the lacquer adhesion).

강판에 대한 항-부식성 효과는 DIN 50021(1008 시간)에 따라 염-스프레이 시험으로 수행하였다. 표 1에 스크레치(스크레치 반 폭)에서의 라커 침투가 나타나있다.The anti-corrosive effect on the steel sheet was carried out by the salt-spray test according to DIN 50021 (1008 hours). Table 1 shows the lacquer penetration in scratches (scratch half width).

처리욕조성(g/l)Treatment bath composition (g / l) 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 Zn(Ⅱ)Zn (II) 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 PO43-PO43- 1414 1414 1414 1414 1414 1414 1414 1414 1414 Mn(Ⅱ)Mn (Ⅱ) 1.01.0 0.10.1 0.040.04 0.070.07 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.10.1 0.050.05 Cu(Ⅱ)Cu (Ⅱ) 0.0070.007 -- 0.0070.007 0.0070.007 0.0070.007 0.0070.007 0.0070.007 0.0070.007 0.0070.007 Ni(Ⅱ)Ni (II) -- -- -- -- -- 0.0120.012 -- 0.0120.012 -- Co(Ⅱ)Co (II) -- -- -- -- -- -- 0.050.05 0.050.05 -- Li(Ⅱ)Li (II) -- -- -- -- -- -- -- -- 0.50.5 라커 침투 강(mm)Lacquer Penetration Steel (mm) 0.80.8 1.31.3 0.90.9 0.80.8 0.80.8 0.70.7 0.70.7 0.80.8 0.70.7 라커 침투 아연도금 강(mm)Lacquer Penetration Galvanized Steel (mm) 1.41.4 2.22.2 1.61.6 1.61.6 1.51.5 1,41,4 1.51.5 1.41.4 1.41.4 K값K value 55 88 66 55 55 55 44 44 55

Claims (10)

강, 아연도금된 강 또는 아연도금된 합금강 및/또는 알루미늄의 금속 표면을 인산염 처리하기 위한 방법으로, 상기 금속 표면을 3 초 내지 8 분간 분사 또는 함침에 의해 아연-함유 인산염 처리 용액에 접촉하는, 하기를 함유하는 것을 특징으로 하는 방법:A method for phosphating a metal surface of steel, galvanized steel or galvanized alloy steel and / or aluminum, wherein the metal surface is contacted with a zinc-containing phosphate treatment solution by spraying or impregnating for 3 seconds to 8 minutes. A process comprising the following: 0.2 내지 3 g/l의 아연이온;0.2-3 g / l zinc ion; 3 내지 50 g/l의 인산염 이온 (PO4로서 계산);3 to 50 g / l of phosphate ions (calculated as PO 4 ); 1 내지 150 mg/l의 망간 이온;1 to 150 mg / l manganese ions; 1 내지 30 mg/l의 구리 이온;1 to 30 mg / l copper ions; 및 하기로부터 선택된 1종 이상의 가속제:And at least one accelerator selected from: 0.3 내지 4 g/l의 염소산염 이온,0.3 to 4 g / l chlorate ion, 0.01 내지 0.2 g/l의 아질산염 이온,0.01 to 0.2 g / l nitrite ions, 0.05 내지 2 g/l의 m-니트로벤젠술포네이트 이온,0.05-2 g / l m-nitrobenzenesulfonate ions, 0.05 내지 2 g/l의 m-니트로벤조에이트 이온,0.05-2 g / l m-nitrobenzoate ions, 0.05 내지 2 g/l의 p-니트로페놀,0.05-2 g / l of p-nitrophenol, 0.005 내지 0.15 g/l의 자유(free) 또는 결합(bound) 형태의 과산화수소,0.005 to 0.15 g / l free or bound hydrogen peroxide, 0.1 내지 10 g/l의 자유 또는 결합 형태의 하이드록실아민,Hydroxylamine in free or bonded form from 0.1 to 10 g / l, 0.1 내지 10 g/l의 환원당(reducing sugar).0.1 to 10 g / l reducing sugar. 제 1 항에 있어서, 인산염 처리 용액은 추가로 1 내지 50 mg/l의 니켈 이온 및/도는 5 내지 100mg/l의 코발트이온을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the phosphate treatment solution further contains 1 to 50 mg / l nickel ions and / or 5 to 100 mg / l cobalt ions. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 인산염처리 용액은 0.2 내지 1.5 g/l의 리튬이온을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the phosphate treatment solution further contains 0.2 to 1.5 g / l of lithium ions. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 인산염 처리 용액은 함침 공정에서 사용될 때는 5 내지 20 mg/l의 구리이온을, 그리고 분사 공정에서 사용될 때는 2 내지 10 mg/l의 구리 이온을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.4. The phosphate treatment solution of claim 1, wherein the phosphate treatment solution contains 5 to 20 mg / l of copper ions when used in the impregnation process and 2 to 10 mg / l of copper ions when used in the spraying process. How to. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항 이상에 있어서, 인산염 처리 용액은 2.5 g/l 이하의 총 불소이온을 추가로 함유하며, 여기서 F-로 계산한 자유 불소이온은 1g/l 이하인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the phosphate treatment solution further contains 2.5 g / l or less of total fluorine ions, wherein the free fluorine ion calculated by F is 1 g / l or less. How to. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항 이상에 있어서, 인산염 처리 용액은 가속제로서 자유 또는 결합 형태의 과산화수소를 5 내지 150 mg/l의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the phosphate treatment solution contains hydrogen peroxide in an amount of 5 to 150 mg / l in free or bonded form as an accelerator. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항 이상에 있어서, 인산염 처리 용액은 추가로, 가속제로서 0.1 내지 10 g/l의 하이드록실아민을 자유 또는 결합 형태로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.The process according to any one of claims 1 to 5, wherein the phosphate treatment solution further contains 0.1 to 10 g / l hydroxylamine in free or bound form as an accelerator. 제 7 항에 있어서, 인산염 처리 용액은, 추가로, 탄소수가 2 내지 6인, 1 종 이상의 지방족 하이드록시카르복시산 또는 아미노카르복시산을 총 0.01 내지 1.5 g/l양으로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method according to claim 7, wherein the phosphate treatment solution further contains at least 0.01 to 1.5 g / l of at least one aliphatic hydroxycarboxylic acid or aminocarboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항 이상에 있어서, 인산염 처리 용액은 0.5g/l 이하의 질산염을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.The process according to any one of claims 1 to 8, wherein the phosphate treatment solution contains up to 0.5 g / l nitrate. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항 이상에 있어서, 금속 표면을 인산염 처리 용액으로 처리한 후, 라커링 전에 pH가 3 내지 7인 수용액을 사용한 보호막처리 후-세정을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법으로서, 상기 수용액은 리튬이온, 구리이온 및/또는 은 이온 중 1종 이상을 총 0.001 내지 10 g/l 함유하는 방법.10. The protective film treatment post-cleaning according to any one of claims 1 to 9, wherein the metal surface is treated with a phosphate treatment solution, followed by a protective film treatment post-cleaning using an aqueous solution having a pH of 3 to 7 before lacquering. The method, wherein the aqueous solution contains a total of 0.001 to 10 g / l of at least one of lithium ions, copper ions and / or silver ions.
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