JPH02125884A

JPH02125884A - 耐食性耐熱性皮膜による表面処理方法

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Publication number: JPH02125884A
Application number: JP27958788A
Authority: JP
Inventors: Tadao Moriya; 守屋　忠雄; Kimio Moriya; 守屋　公雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-05
Filing date: 1988-11-05
Publication date: 1990-05-14
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPH0694594B2

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〕本発明は浸漬、塗布スプレ一方法により耐食耐熱、耐薬
品性の保護膜を形成する表面処理方法に関する。

〔従来の技術〕

鉄銅の防食対策として亜鉛メツキを行ない更に防食力の
向上に計るためのクロメート処理が広く用いられている
。又アルミニウム、マグネシウムの防食処理にもクロム
が使用されている。然しクロムは環境衛生上の観点から
毒性が問題になり耐熱性特性にも満足出来ない欠点があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記従来法の欠点を解決し、すでに電気亜鉛
メツキ又は亜鉛熔融メツキを行った鉄材、無電解処理を
行った鉄、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム材などの
金属材料の表面皮膜の上に新たな保護膜を形成し、又無
処理の鉄、アルミニウム、亜鉛材にも保護膜を作ること
を目的とするものであり、土木、電力通信、建築、船舶
、漁業、鉄道運輸、農業、園芸等の現場での溶接作業後
の特に防食が問題であり、その解決策が重要視され、そ
の維持管理が問題になっている広範囲の構造材利用関係
に極めて有効な省資源、省エネルギー時代に合った無公
害な表面処理方法を提供しようとするものである。

本発明は硅素系化合物或いは硅素系化合をミコウバン、
イツトリウム混合溶解溶液にコバルトニッケル等の遷移
金属元素化合物、ホウ素系化合物の溶液を混合しＰ　Ｈ
値を１０以上に調整する際、炭酸カリウム、炭酸ナトリ
ウムを用い処理液を形成する又、水酸基、有機化合物を
混合し、処理液を作る。

上記の処理液を用い被処理物に浸漬又は■布スプレー法
により形成される膜は極めて耐食・耐熱性化合物であり
、通常１〜２μ位の厚さや数μ位の厚さにも容易に出来
る。

表面のどんな微細な欠陥も塞いで耐食、耐熱性を向」−
する。

本発明の方法は単独にても極めて効果的なものであるが
広く他の表面処理の前又は後処理方法として有益であり
、極めて有効な工業的処理（無公害無電解メツキ）法と
なる。

以下、本発明をより具体的に説明するために本発明に用
いる処理液（以下処理液Ａという）とこれを用いたプロ
セスの例を示す。

処理液への調整とプロセス例硅酸ナトリウム化合物単独、又はこれとイツトリウム硫
酸アルミニウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム化合物
溶液をそれぞれ単独か又はそれらの混合液を混合し７、
Ｐ　Ｈ値を１０以上に調整した処理液（処理液Ａ）を使
用して表面処理をする。

この処理液Ａを使用し、溶接材、亜鉛溶融メツキを行な
った鉄材、亜鉛溶融メツキ後さらにユニクロメツキした
材、亜鉛電気メツキ、ニッケルめっき材、錫めっき材、
黒ニッケルめっき材、黒り「」ムめつき材、鉄材、アル
ミニウム材、亜鉛マグネシウム材等の金属材料を浸漬・
塗布方法、スプレ一方法で処理し、熱乾燥により（クロ
メ−Ｉ・処理）に代わる耐食性、耐熱性保護膜を形成す
る、また、必要により、その前処理として、他の種々の
処理液（処理液Ｂという）による処理を行う。

そして本発明においては、必要により、熱乾燥工程を施
し、耐食性、耐熱性の優れた安定な化合物保護膜を生成
させる。

処理液Ｂの調整とプロセス例特許第１２９７０６３号記載参照。結晶硫酸チタンを硅
酸ナトリウム溶液、炭酸カリウム溶液、ホウ酸溶液を選
定し二種類以上の化合物溶液で溶解しＰＨ値を２以下に
なるように調整した処理（処理液Ｂ）を使用してマグネ
シウム材の処理を浸漬法で行ない水洗い後乾燥を行なっ
て耐食性の良好な特性を得ることが出来塗装の密着性も
良くなる。

又アルミニウム、亜鉛、鉄材の前処理液として浸漬法、
塗布方式により処理を行ない水洗い後、処理液Ａ処理と
の反応を高め耐食・耐熱性の安定な保護膜を生成させる
。

本発明は従来とは全く異なり、無電解、無公害で形状に
関係な（表面処理を可能とし、また、同一表面処理液で
複数種の異種金属の表面処理ができる。

更に、本発明による処理によれば、異種金属との接触面
を絶縁保護膜とすることが出来るから、電解防止の表面
処理とすることができる。

〔実施例〕

〔実施例１）先ず、本発明における表面処理液（処理液Ａ）の実施に
あたり、排水・健康管理面から毒性の薬品、例えば硫酸
ナトリウム、シアン化ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム
、亜鉛酸ナトリウム、酸性ふつ化カリ、塩素酸カリウム
、シアン化カリウム、ぶつ酸等の薬品は取り除いた。

本発明における表面処理液の具体例を示す。

硅酸ナトリウム（市販品）　？Ｍ度２８〜３８％のもの
を水１β中に１０ｇ〜７００１Ｎを熔解した）容液ヲミ
ョウハン、イツトリウム、コハル１へ、ニッケル等の化
合物を水１７！中に０．１〜１０ｇ乃至飽和溶液まで含
む溶液を加え更に１ｇ〜１０ｇのホウ酸液を加えてＴ　
ｉ　ｌ　Ｑ　ｇ以下の溶解溶液を混合する、その混合比
率（それぞれ１〜１０．１０〜１の割合に混合）は処理
を行う金属により異なる。その時のＰＨ値は１０以」二
に調整する。又、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムでＰ　
Ｈ値を調整することもある。（有機溶剤グリセリンを入
れる場合もある）処理方法には次の２種類がある。

（１）浸漬法処理材の形状に関係なく表面処理ができる液温を常温よ
り高くすることもあるがその場合の液温は１００℃以下
である。

（ＩＩ）塗布（スプレー）方法処理材の切削面、溶接部分の処理を行な・う場合、又接
続部分で浸漬処理が出来ない部分がある場合有効である
。

（実施例２）硅酸ナトリウムを主成分とし、さらにミョウバン、イツ
トリウム、混合溶液を加え、又ホウ酸チタン混合溶液で
ＰＨ＝１０以上に調整した混合処理液で液温５０°Ｃ浸
消時間１２０秒で電気亜鉛メンキボルトの処理を行い熱
風乾燥した。

塩水噴霧試験結果を表１に示す。

表１尚比較例の処理なし試料では４８時間で赤錆が発生した
。

（実施例３）硅酸ナトリウムを主成分としさらにミョウバン、イツト
リウム、コバルト混合溶液を加え、又ホウ酸チタン混合
溶液、炭酸ナトリウムでＰＨ−１０以上に調整した混合
処理液で液温７０゛Ｃ浸消時間６０秒で亜鉛溶融金具の
処理を行い熱風乾燥した。

塩水噴霧試験結果を表２に示す。

表２尚比較例の処理なし材は９６時間で１００％白錆発生、
若干の赤錆が発生した。

（実施例４）硅酸ナトリウムを主成分としさらにミョウバン、イツト
リウム、コバルト混合溶液をホウ酸・炭酸カリウム溶液
でＰ　Ｈ−＝　１０以上に調整した混合処理液にグリセ
リン液を混合し、液温３５℃浸漬時間１２０秒でクロメ
ートボルト乾燥した。

その時の塩水噴霧試験結果を表３に示す。

表３尚比較例の処理なしの試料では４８０時間で赤錆が発生
した。

（実施例５）実施例２の処理液でユニクロボルトを液温６。

■ ℃処理時間１２０秒とし熱風乾燥した。

屋外の土中に埋めこみ１年後、掘りおこし腐食の度合い
を観察したが若干の色アセ程度で異常が認められなかっ
た。−緒に埋めこんだ処理なしユニクロ、クロメート、
グリーンクロメート、黒クロメートはいづれも１００％
の赤錆が発生した。

（実施例６）実施例３の亜鉛溶融ボルト　実施例４のクロメトボルト
実施例５のユニクロボルトの各処理なしボルトを４００
℃雰囲気に３０分保持し、その後塩水噴霧試験をした結
果を処理ボルトは５サイクル１２０時間、１０サイクル
２４０時間後も錆の発生はなかったが、処理なしボルト
は５サイクル１２０時間以内で錆が発生し、耐熱性でも
この発明の表面処理が優ることが認められた。

（実施例７）実施例３の処理液を用い、鍍金材の公害廃棄物クロムス
ラジを常温で処理乾燥後熱乾燥を行い、砂と混合しセメ
ントで固め硬化後一定量の水に浸清、１ケ月後水質を調
べたところＣｒの溶解は公害防止規定以下であった。

同条件で無処理クロムスラジは１日経過でＣｒが溶解し
黄色みがかかった水になり、公害防止規定をはるかにオ
ーバーし産業公害廃棄物処理にも効果があることが分っ
た。

（実施例８）Ｍｇ材結晶硫酸チタンを硅酸ナトリウム、炭酸カリウム、ホウ
酸化合物溶液で溶解しＰ　Ｈ値を２以下に調整した溶液
にマグネシウムダイカストＡ２−９１材を処理液温度１
７°Ｃで浸漬時間６０秒、水洗い後８０°Ｃで熱風乾燥
した。

又、アクリルペイントで塗装した試験片も作った。

塩水噴霧試験結果Ａｚ−９１処理材９６時間試験で異常は認められない。

処理後、塗装材２４０時間試験で異常は認められない。

（実施例９）Ａｎ材　Ｆｅ材結晶硫酸チタンを硅酸ナトリウム、ホウ酸化合物溶液で
溶解し、ＰＨ値を２以下に調整した前処理液にアルミニ
ウムダイカストＡＤＣ−１２材を前処理液２３℃浸漬時
間１０秒水洗い後、実施例２の処理液、液温６５℃浸漬
時間９０秒で処理を行ない１３０℃熱風乾燥をした。

酸洗い鉄材を上記前処理液に６０秒浸漬・水洗い後、実
施例３の処理を行ない、１５０℃熱風乾燥した。

塩水噴霧試験結果ＡＤＣ−１２処理なし材　７２時間１００χ白錆発生Ａ
ＤＣ−１２処理材　　９６時間　異常認められない処理鉄材　　　　　　　９６時間　錆の発生は認められ
ない以上述べたように本発明は、上記実施例に限るものでは
なく処理溶液中にクロム（Ｃｒ）燐（Ｐ）又はニッケル
（Ｎｉ）等の遷移元素金属或いはスズ（Ｓｎ）等を含む
溶液を加えても良好な表面処理効果が得られた。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は単独の表面処理、或いは他の
金属表面処理工程の前もしくは後処理工程として極めて
有効な金属表面の表面処理方法であり、土壌の中でも耐
熱性に優れ、塩水噴霧試験においても２０〜５０サイク
ル（４８０時間〜１２００時間）で殆んど赤錆発錆率が
少ない処理が可能となった。又、本発明の表面処理は極
めて短時間（１分以内）でもよいことから流れ作業中の
鉄材の処理、針金材等の処理に最適であることがわかっ
た。

又、本発明の表面処理において表面に形成される膜は、
きわめて薄い耐食性化合物であり、通常１〜２μｒｎ位
であるが表面のどんな微細な欠陥も塞いで耐食性を向上
する。

また、表面処理により形状変化がほとんど生じないので
ナツト、ボルトに適用しても噛み合わせが変らない、又
、一般消費者に商品として手渡されてもクロメート処理
のように六価クロムなどの有害性は検出されずさらに電
気亜鉛メツキの際、酸性亜鉛浴でも有効であり工場での
排液処理等公害上の問題もひきおこさず環境を守るため
、かかせない処理法である。

更に本発明はニッケルめっき、錫めっき、黒クロームめ
っきの各基板にも有効な方法である。

特許出願人　　　守　屋　忠　雄代理人　弁理士　玉　蟲　久五部（外１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ミヨウバン粉末とイットリウム粉末を混合し温水
で溶解しミヨウバン、イットリウム混合溶解溶液を作る
溶解方法、更にこの溶液にコバルト、ニッケル等の遷移
金属元素を溶解した混合溶液（Ａ溶液）、結晶状硫酸チタンを硅酸ナトリウム溶液、炭酸カリウム
溶液、ホウ酸溶解溶液を選定し二種類以上の化合物溶液
で溶解し、ＰＨ値を２以下になるように調整した混合溶
液（Ｂ溶液）を準備し、硅酸ナトリウム溶液と前記Ａ溶
液との混合溶液を単独又は前記Ｂ溶液を主成分としＡ溶
液を調整液としてＰＨ値を１０以上に調整した混合溶液
を用い金属の表面に耐食性耐熱性皮膜を形成することを
特徴とする耐食、耐熱性皮膜による表面処理法。
（２）前記混合溶液に水酸基をともなう有機化合物を混
合し耐食、耐熱皮膜を形成することを特徴とする耐食、
耐熱性皮膜による表面処理法。