JPH01208491A - 金属の表面処理法 - 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】 （産業上の技術分野） 本発明は、耐食性に優れた塗装品の下地皮膜を形成する
金属の表面処理法に関するものである。

（従来技術とその問題点） 金属を亜鉛系処理液で陰極電解処理して亜鉛皮膜を形成
し、これをカチオン電着塗料で電着し加熱架橋すること
は公知であるが、この塗装品は亜鉛皮又と塗膜との密着
性が悪く、耐食性にも劣る欠点がある。

これは陰極電解処理に依り形成された亜鉛皮膜は、単に
亜鉛系処理液で処理した皮膜に比し、極めてち密で均一
でポロシティーが少なく耐食性に優れ塗装下地としては
、この点では好ましいが、この反面、亜鉛皮膜表面が滑
らかすぎて、クサビ効果がないためであると思われる。

特に電着塗装品に粉体塗装して加熱架橋した塗装品の耐
湿性、耐温水性が極めて悪くなるという問題を残した。

しかも、需要者の要求は日増しに厳しさを増し、更に優
れた耐食性を有する塗装品の出現が強く望まれている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、この問題点を解消すべく研究した結果、陰極
電解処理による極めてち密でポロシティーが少ない亜鉛
皮膜の特性を活かし、塗装下地皮膜としては欠点である
表面の滑らかさを改善してクサビ効果を大にする方法を
開発することに成功したものである。

即ち、金属を亜鉛系処理液で陰極電解処理した後、引き
続き交流電解するか又は陽極電解処理することを特徴と
するものである。

確かに金属を亜鉛系処理液で陰極電解処理すると、極め
てち密でポロシティーの少ない亜鉛皮膜が形成されるが
、亜鉛系処理液は亜鉛イオン以外の他のカチオンおよび
アニオン等からなっているため、完全に亜鉛だけの皮膜
にすることは難しく、皮膜層は純亜鉛だけでなく、一部
は亜鉛塩、亜鉛酸化物、亜鉛水酸化物、又はフリーのア
ニオン、カチオン等が微細に混在し、これに微小なポロ
シティーが加わって一体化して在存することは否定する
ことができない。

本発明は、亜鉛皮膜層のこの性質、即ち、不均一層があ
ることを利用し、陰極電解処理後、引き続き交流電解又
は陽極電解処理して改質するものである。

交流電解すると、プラスとマイナスの電流が瞬間的に交
互に流れ、即ち、酸化と還元が交互に行れ、ち密な滑ら
かな亜鉛皮膜は、プラス時は溶解すると共にアニオンを
吸着し、マイナスの時は、アニオンが反発して金属イオ
ンが析出するために、ち密で滑らかな表層には無数の微
細な凸凹が形成され、クサビ効果が著しく大になり、ポ
リシティー部分も補修されて改質される。

次いで、水洗後、これにカチオン電着塗装して加熱架橋
するため、塗膜と皮膜との密着性が大になり、塗装品の
耐食性が大になる。

陽極電解処理すると、アニオンが吸着されて、亜鉛皮膜
層は溶解し、やはり、無数の微細な凸凹が形成され、ク
サビ効果が著しく大になる、これにカチオン電着塗装し
て加熱架橋するため、塗膜と皮膜の密着性が大になり、
塗装品の耐食性は大になる。

但し、陽極電解処理は溶解だけであり、交流電解処理に
比し、電解反応が激しく、コントロールが難しい。この
ため十分に注意して、なるべく低電流密度で短時間処理
することが肝要である。

もっとも、亜鉛系処理液で陰極電解処理して亜鉛又は亜
鉛合金メッキ鋼板を作ることは良く知られているが、保
存中に白錆が発生しやすいため、たとえば、クロメート
処理、リン酸塩処理、オイル処理等の一時的防錆してい
るのが普通である。

そして、これを使用する時に、適宜寸法に切断し、次い
でこれに潤滑油を塗布して傷がつかないようにして加圧
成型し、次いでこれを脱脂、水洗して清浄にした後、亜
鉛系処理液で交流電解又は陽極電解処理することも試み
てみた。

ところが、この方法は前記のとおり、工程が多く複雑で
経済的にも生産的にも極めて好ましくない。しかも切断
した切口は鋭いエッジ部を有し、電解も陰極電解処理で
なく、交流電解又は陽極電解処理であるため、陰極電解
処理してメッキしたような極めてち密なポロシティーの
少ない亜鉛皮膜は切口には形成されない。従って、これ
にカチオン電着塗装して加熱架橋した塗装品の耐食性は
良くならない。

これに対し、本発明は既に切断して加圧成型した鋼板を
脱脂、水洗して清浄にした後、これを亜鉛処理液で陰極
電解処理して亜鉛皮膜を形成し、即ち、亜鉛メッキして
鋼板全体に、特に切口のエッジ部には尖端電流が流れる
ために厚く、極めてち密なポロシティーの少ない亜鉛皮
膜を形成した後、直ちに亜鉛系処理液で交流電解又は陽
極電解して、この皮膜全体に無数の微細な凸凹を形成し
て、クサビ効果の大きい、しかも極めてち密なポロシテ
ィが更に少なくなって改質された亜鉛皮膜にする方法で
ある。これにカチオン電着塗装して加熱架橋するため、
塗膜と亜鉛皮膜（切口部を含む）の密着性は著しく大に
なり、耐食性に優れた塗装品を経済的に、生産的に始め
て作ることに成功したものであり、全く異るものでる。

亜鉛系処理液は、陰極電解処理する場合と交流電解又は
陽極電解処理する場合、同一であっても又同一でなくて
も構わない。むしろ、交流電解又は陽極電解処理の場合
の方が、その目的および作用から、濃度の薄い方が本効
果が更に大になる。

電解処理は１槽で行っても又２槽で別々に行っても良い
。２槽で行う場合は、その間に水洗工程が介在しても良
い。

亜鉛系処理は、いずれの場合でも、そのＰＨは大体２〜
６が適当であり、３〜５がより好ましい。

あまり小さいと溶解が激しくなりコントロールが難しく
なる。あまり大きくなると皮膜が粗雑になり、スラッジ
の生成が大になる。勿論アルカ性処理液を使用すること
もできるが、前記酸性処理液を使用することが普通であ
る。即ち、亜鉛系処理液は通常の亜鉛メッキ用液でも良
いが、酸の一部にリン酸を使用することは極めて好まし
い。

亜鉛系処理液に、亜鉛イオンの他に、マンガンイオン、
ニッケルイオン、鉄イオン、コバルトイオン等の亜鉛よ
りも耐食性を優れた金属の金属イオンガ１種又は２種以
上含有されている亜鉛系処理液で本発明を実施すると、
前記理由により、亜鉛皮膜のクサビ効果は更に著しく大
になり、残存皮膜の耐食性も更に大になって、本効果が
更に著しく大になる。

亜鉛系処理液が、亜鉛イオン　ａ５〜６００ｇ／ｅ、　
ニッケルイオン　ａ７〜２００ｇ／ｅ、　マンガンイオ
ン　ａ１〜３０ｇ／ｅ、を含有し、しかも、ニッケルイ
オンとマンガンイオンの量比が１〜５０である亜鉛系処
理液で本発明を実施すると、これも前記理由により、亜
鉛皮膜のクサビ効果が更に著しく大になり、残存皮膜の
耐食性も更に著しく大になって、本効果が更に著しく大
になる。

亜鉛系処理液に水溶性有機高分子を加えた亜鉛処理液で
陰極電解処理する方法は、特開昭６３−１１６９７で公
知であるが、この場合でも、これを更に引き続き交流電
解又は陽極電解すると、亜鉛皮膜のクサビ効果は更に著
しく大になり、本効果が更に著しく大になる。

水溶性有機高分子は、特開昭６３−１１６９７に開示さ
れている。即ち、少なくとも１個以上の水酸基を置換基
として有する１個以上の芳香環を繰り返し単位内に有し
、且ちその繰り返し単位当たりに平均０．０５〜４個の
スルホン基を有し、繰り返し単位の数ｎが２以上であり
、平均分子量が１０００〜１００万の水溶性高分子、た
とえば、ノボラックレジンのスルホン化物のソーダ塩（
分子量　約１２００）リグニンスルホン酸ソーダ（分子
量　約１００００）ポリ−Ｐ−ヒドロキシスチレンのス
ルホン化物のソーダ塩（分子量　約６５００〜２０００
０）ジヒドロキシナフタレンスルホン酸ソーダのホルマ
リン縮合物（分子量　約３０００）等でも良いが、ポリ
ビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド等でも本効
果があらわれる。これらは、大体０．５〜２００ｇ／ｅ
、が亜鉛系処理液に加えられる。

亜鉛系処理液の処理温度は、大体２０〜６０℃が適当で
ある。

金属には特に制限はないが、鋼材が本効果が最大に現わ
れるための特に適当である。

又通常の亜鉛又は亜鉛合金メッキ鋼板も、これを切断し
て加圧成型した後、本発明を実施することができるが、
これは例外的なことである。

陰極電解処理は電流密度０．１〜４０Ａ／ｄｍ２程度で
大体５〜３００秒が普通である。

交流電解処理は、電流密度０．０１〜５Ａ／ｄｍ２程度
で大体１〜１２０秒が普通である。

陽極電解処理は０．０１〜１Ａ／ｄｍ２程度で大体１〜
６０秒が普通である。

テスト法． １．耐塩水噴霧テスト（耐塩水） 常法により、１０００時間行った後、テープ剥離テスト
を行い剥離幅をｍｍで示す。

２．耐温水浸漬テスト（耐温水） ５０℃の温水に３６０時浸漬した後、２次密着性テスト
（ゴバン目テスト　１ｍｍ×１ｍｍ）を行った。なお、
１００／１００は全く剥離のない状態を示し、０／１０
０は完全に剥離した状態を示す。

実施例　１ 鋼板を脱脂、水洗して清浄にした後、亜鉛イオン　１０
ｇ／ｅ、　ニッケルイオン　３ｇ／ｅ、　マンガンイオ
ン　２ｇ／ｅ、　リン酸イオン　１５０ｇ／ｅ、　硝酸
イオン　５０ｇ／ｅ、からなる約３０℃のＰＨ　約３．
３にした亜鉛系処理液に浸漬し、電流密度　２Ａ／ｄｍ
２で９０秒陰極電解処理した。

次いで、引き続き、別表の条件で電解処理した後水洗し
、カチオン電着塗料　サクセード　１０００（神東塗料
　株）で１８０Ｖ３分電着した後、１７０℃で２０分加
熱架橋した。次いで、粉体塗料　タフロック（ロックペ
イント　株）で塗装し、１７０℃で２０分加熱架橋して
塗装品を作った。

実施例　２ 鋼板を脱脂、水洗して清浄にした後、亜鉛イオン　２０
ｇ／ｅ、　ニッケルイオン　１０ｇ／ｅ、　硫酸イオン
　３０ｇ／ｅ、　リン酸イオン　２０ｇ／ｅ、　ジヒド
ロキシナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮合物
（分子量　約３０００）　５ｇ／ｅ、からなる約３０℃
のＰＨ　約３．５にした亜鉛系処理液に浸漬し、電流密
度　２Ａ／ｄｍ２で９ヨ秒陰極電解処理した。

次いで、引き続き、別表の条件で電解処理した後は、実
施例　１と全く同様テストした。

表 実施例 電解　　　なし　交流　陽極　なし　交流　陽極電流密
度Ａ／ｄｍ２　−　０．８　０．０５　−　０．８　０
．０５ 時間　秒　　−　　３０　　５　　−　　３０　テスト
結果

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属を亜鉛系処理液で陰極電解処理した後、交流電
   解又は陽極電解処理することを特徴とする金属の表面処
   理法。 ２、亜鉛系処理液に、マンガンイオン、ニッケルイオン
   、鉄イオン、コバルトイオン等の亜鉛よりも耐食性に優
   れた金属の金属イオンが１種又は２種以上含有されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の金属の表面処理法。 ３、亜鉛系処理液が、亜鉛イオン０．５〜６００ｇ／ｅ
   、ニッケルイオン０．７〜２００ｇ／ｅ、マンガンイオ
   ン０．１〜３０ｇ／ｅからなり、しかもニッケルイオン
   とマンガンイオンの量比が１〜５０である特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の金属の表面処理法。 ４、亜鉛系処理液に水溶性有機高分子が含有されている
   特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の金属
   の表面処理法。