JPH04193957A - クリヤー塗装下地用クロメート処理液 - 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、クリヤー塗装下地用クロメート処理液に関す
るものである。

近年、アルミニウムやステンレスに代表されるような金
属について素地の光沢肌を活かしつつ、耐指紋性、耐食
性、耐候性を付与する塗膜を形成するためにクリヤー塗
装を行う事例が多くなっている。その場合、通常の有色
塗料とは別のクリヤー塗料用の塗装下地処理が求められ
る。

本発明は、アルミニウムやステンレスなどを含むあらゆ
る金属表面をクリヤー塗装する際の塗装下地処理に関す
るものである。

〔従来の技術〕

通常塗料は顔料を含んだ有色塗料であり塗装下地処理の
外観は塗料によって隠蔽されるため、下地処理による素
地の着色などは外観上それほど問題にされていなかった
。しかしながら、クリヤー塗装の場合には塗装下地処理
の着色がそのまま塗装後の外観に影響を与える。しかも
、クリヤー塗装する場合には塗装される金属の金属肌を
生かしたいという要望が強い、そのため無色もしくは着
色の少ない下地処理が要求される。また、クリヤー塗料
やカラークリヤー塗料は、有色塗料とは異なり顔料等の
添加剤が制限されたりフッ素系などの特殊な樹脂が使用
されるため、従来の下地処理では十分な密着性や耐食性
、耐候性が得られない場合がある。

従来、金属の塗装下地処理としてはリン酸塩処理やクロ
メート処理などが行われてきた。

しかし、リン酸塩処理は処理可能な金属が限定されるば
かりでなく金属表面に化成皮膜を形成する為、表面処理
後には金属光沢が失われてしまう。

クロメート処理は通常、反応型クロメート処理、電解ク
ロメート処理、塗布型クロメート処理の３タイプに代表
される。このうち、反応型クロメート処理は処理可能な
金属が限定されるし、通常着色の問題が避けられず、皮
膜量を制限することによって着色を低減しても皮膜量が
不十分となることによって耐食性や塗料密着性が不十分
になる。

また、電解クロメート処理は適用金属は限定されないが
、耐食性の面で不十分である。その点塗布型クロメート
処理は適用される金属は限定されず、塗装後の性能もあ
る程度満足する結果が得られている。

したがって、本発明者は塗布型クロメート処理剤の従来
技術を検討したが、まず、通常の塗布型クロメート処理
剤では着色の問題が避けられず、近年のクリヤー塗料に
用いられるフッ素系塗料によっては塗料密着性が不十分
な場合も多ことを見出した。そこで特許公報に提案され
ている塗布型クロメート処理に関して検討した。

その中には、例えば特開昭６２−２７０７８１号や特開
昭６３−２７０４８０号に示される処理があるが、特開
昭６２−２７０７８１号についてはクリヤー塗装につい
ての考慮が十分でないため（３価クロム）／（６価クロ
ム）の重量比が０゜２〜１．０の範囲であるために着色
が問題になり、また塗料密着性についても十分とは言え
ない。一方、特開昭６３−２７０４８０号については、
クリヤー塗装についての言及はないものの処理外観や塗
装後の性能についての改善が認められる。しかしながら
、この方法においては塗装しない場合の処理外観を白色
透明にすることを重視するあまり、無機コロイド化合物
（シリカゾルやアルミナゾル）の添加を必須としたため
、塗装後の長期耐久性や塗料密着性に問題を残している
。

また、上記以外にも脱脂だけで塗装する場合やシランカ
ップリング剤を下地処理に使う事例（例えば特公昭６３
−３５７１２号）があり、両者とも着色しない点では問
題ないが、脱脂だけの場合は塗料密着性、耐食性、耐候
性が不十分であり、シランカップリング剤の場合は塗料
密着性は効果があるものの耐食性、耐候性については不
十分である。

〔発明が解決しようとする課題］ 従って、本発明はクリヤー塗装する為の塗装下地処理に
おいて、着色が殆どなく且つ塗料密着性、耐食性、耐候
性に優れるクロメート処理液を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段Ｊ 本発明者は、クリヤー塗装用の塗装下地剤として、従来
の塗布型クロメート処理の着色の低減と塗料密着性の改
良を検討した。

先ず、着色の低減を図るための検討を重ねた結果、６価
クロムイオンと３価クロムイオンとリン酸イオンを含有
し、且つそれらの重量比を適正な範囲に限定する事によ
って、着色が著しく低減され且つ安定性良好な処理液を
得た。ここで、着色低減に関しては、３価クロムイオン
と６価クロムイオンの重量比と、リン酸イオンと全クロ
ムイオンとの重量比が重要となる。また、通常塗布型ク
ロメート処理皮膜の外観は（３価クロムイオン）／（６
価クロムイオン）の重量比が大きい程、また（リン酸イ
オン）／（全クロムイオン）の重量比が大きい程有利で
あるが、塗装後の皮膜性能を考慮すると適正な範囲にあ
ることが必要となるので、これらの点を考慮して処理液
を得た。

次に、塗料密着性を付与する為に検討を重ねた結果、シ
リカと、カルボン酸を含む水溶性ポリマーを配合し、且
つそれらの全クロム（３価クロムイオンと６価クロムイ
オンの合計）に対する重量比を適正な範囲にする事によ
って、良好な塗料密着性を得ることが可能となった。こ
れらのシリカとカルボン酸を含む水溶性ポリマーは、そ
れぞれ単独での添加においてもある程度塗料密着性に効
果が認められるが、両方を配合することによって格段に
塗料密着性が向上する。

以上の結果得られた処理液の組成は次の通りである。即
ち、全クロムイオン（６価クロムイオンと３価クロムイ
オンの金属クロム換算の合計）１〜６０ｇ／ｌと、リン
酸イオンと、乾式シリカと、カルボン酸を含む水溶性ポ
リマーを含有し、且つ（３価クロムイオン）／（６価ク
ロムイオン）の重量比が０．６〜２．５、（リン酸イオ
ン）／（６価クロムイオン＋３価クロムイオン）の重量
比が０．５〜４．５、（乾式シリカ）／（６価クロムイ
オン＋３価クロムイオン）の重量比が０．１〜５．０、
（カルボン酸を含む水溶性ポリマー）／（６価クロムイ
オン＋３価クロムイオン）の重量比が０．０１〜１．０
であることを特徴とするクロメート処理液。

本発明のクロメート処理液の構成を詳しく説明する。

本処理液は、無水クロム酸とリン酸を水に溶解し還元剤
を用いて６価クロムイオンの一部を３価クロムイオンに
還元した後、乾式シリカを分散し、カルボン酸を含む水
溶性ポリマーを溶解させて調整できる。途中の処理液調
整方法は適宜選択可能である。無水クロム酸は、重クロ
ム酸塩、クロム酸塩や他の６価クロムを含゛有する物質
に適宜置き換えることも可能である。リン酸は、これ以
外のポリリン酸やリン酸アンモニウム等のリン酸根を含
む物質に置き換えてもよい。還元剤としては、過酸化水
素、メタノール等のアルコール類、ポリビニルアルコー
ル、デンプン、タンニン酸、ヒドラジン等の還元能力を
もつもので適宜選択される。

シリカは、乾式シリカのその平均１次粒子径が７〜１１
００ｎの物が使用可能である。ここで、シリカを湿式シ
リカ（シリカゾル）にした場合、処理外観はクリヤーに
なるものの塗装後の耐水試験等でブリスターの原因にな
り易い。

カルボン酸を含む水溶性ポリマーは、ポリアクリル酸や
ポリメタクリル酸等を重合あるいは共重合させた市販の
ものを使用できる。

本発明のクロメート処理液の組成限定理由を説明する。

全クロム濃度が１ｇ／１未満の場合は適正な皮膜量が得
られないため耐食性、密着性、耐候性が劣り、６０ｇ／
ｌを超えると得られる皮膜量が多（なるため着色が著し
くなる。３価クロムイオンと６価クロムイオンの重量比
が０．６未満であると、６価クロムイオンが多すぎるた
め得られた皮膜の着色が著しくなり、２．５を超えると
６価クロムイオンが少なすぎるため耐食性が悪くなる。

リン酸イオンと全クロムイオンの重量比が０゜５未満で
あると、皮膜の着色が著しく、一方４゜５を超えると２
次密着性や耐候性が劣る。

シリカと全クロムとの比が０．１未満であるとと十分な
シリカの付着量が得られないために、皮膜の１次、２次
密着性が劣り、５．０を超えるとシリカが多すぎるため
１次、２次密着性が劣る。

カルボン酸を含む水溶性ポリマーと全クロムの重量比が
０．０１未満であると１次、２次密着性が不十分であり
、１．０を超えると２次密着性、耐候性が劣る。

以下本発明の処理液を使用して皮膜を形成する方法を説
明する。この処理液を清浄な金属表面に金属クロム換算
として５〜６０ｍｇ／ｍ２を塗布し、その後水洗するこ
とな（乾燥して塗装される。塗布方式としては、ロール
コート法、浸漬法、リンガ一方式が適宜選択できる。

また本処理液はクリヤー塗装用として好適に適用される
が、通常の有色塗料の塗装下地としても適用可能である
。

以下、実施例により本発明を説明する。

〔実施例］ （１）クロメート処理液の調整方法 実施例１ 無水クロム酸５０ｇとリン酸（７５％水溶液）を４１ｇ
を水５００ｇで溶解し、この水溶液をデンプンで（３価
クロムイオン）／（６価クロムイオン）の重量比が１／
１になるよう還元し、次いで乾式シリカ（日本アエロジ
ル社製、アエロジル２００）を液中に５０ｇ分散し、さ
らにポリアクリル酸（日本純薬社製、ジュリマーＡＣ−
１０Ｈ（２０％））２５ｇを分散液に溶解させ、これに
水を加えて全量を１ｉの処理液とした。

実施例２ 実施例１において、ポリアクリル酸をポリメタクリル酸
（日本純薬社製、ジュリマーＡＣ−３０Ｈ（２０％））
に置き換えて処理液を調整した。

実施例３〜１２ 実施例１において各成分量を表１の通り変動させて処理
液を調整した。

比較例１〜１０ 実施例１に準じ、表１に示す成分量で処理液を調整した
。

比較例１１ 実施例１に準じて乾式シリカを湿式シリカ（５産化学社
製、スノーテックス○（２０％））に置き換えて調整し
た。

（２）テストピース作製方法 このようにして調整されたクロメート塗布液は下記に示
すプロセスでアルミニウム（Ａ３００５）、ステンレス
鋼板（ＳＵＳ３０４）の表面にロールコートによって塗
布し、水洗することなく乾燥した後、塗装した。

（アルミニウム、ステンレス鋼板）→アルカリ脱脂（＊
１）→水洗→ロール絞り一乾燥−クロメート塗布−ロー
ル絞り一乾燥−塗装（＊２）−焼　付け （＊１）アルカリ脱脂は ステンレス鋼板の場合、日本バーカライジング製・ファ
インクリーナー４３６０．２％水溶液温度６０℃、浸漬
１分。

アルミニウムの場合、日本パー力うイジング製・ファイ
ンクリーナー３１５．２％水溶液、温度６０℃、浸漬１
分。

（＊２）アルミニウム用（ポリエステル系クリヤー塗料
）１０μ、 ステンレス鋼板用（フッ素系塗料）１０μ（３）性能評
価試験 （ａ）外観評価 クリヤー塗装後の着色外観を目視判定。

評価　０着色なし　　○僅かに着色 △着色　　　　Ｘ著しい着色 （ｂ）塗料密着性 １次密着性：塗装板をＯＴにてハゼ折りした後セロテー
プで剥離後 塗膜の残存状態を目視評価 した。

２次密着性：塗装板を沸騰水に２時間浸漬後、１次密着
性と同様に 、評価した。

評価：０塗膜剥離なし　〇一部僅かに 剥離　△一部剥離　×著しい剥 離 （ｃ）耐食性 塗膜に素地金属まで達するキズをカッターで入れ、塩水
噴霧試験をアルミニウムは２０００時間、ステンレス鋼
板は５０００時間実施した。判定は偏部及び全体の錆発
生を目視で判定した。

評価　０錆発生なし　〇一部僅かに発錆Δ一部錆発生　
×著しい錆発生 （ｄ）耐候性 塗膜に素地金属まで達するキズをカッターで入れ、サン
シャインウェザ−メーターでアルミニウムは５００時間
、ステンレス鋼板は２０００時間実施した。判定は偏部
及び全体の塗膜剥離外観を目視で判定した。

評価　０塗膜剥離なし　〇一部僅かに剥離△一部剥離　
　　Ｘ著しい剥離 （４）試験結果 試験結果を表２に示す。

表２の結果より、本発明のクロメート液はクリヤー塗装
用として優れた性能を有することが明らかとなった。

（以下余白） 〔発明の効果１ 以上説明したように、本発明の処理液は、外観、塗料密
着性、耐食性および耐候性に優れた処理液である。

特許出願人　日本パー力ライジング株式会社出願代理人
　弁理士　村井　卓雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．全クロムイオン（６価クロムイオンと３価クロムイ
   オンの金属クロム換算の合計）１〜６０ｇ／ｌと、リン
   酸イオンと、乾式シリカと、カルボン酸を含む水溶性ポ
   リマーを含有し、且つ（３価クロムイオン）／（６価ク
   ロムイオン）の重量比が０．６〜２．５、（リン酸イオ
   ン）／（６価クロムイオン＋３価クロムイオン）の重量
   比が０．５〜４．５、（乾式シリカ）／（６価クロムイ
   オン＋３価クロムイオン）の重量比が０．１〜５．０、
   （カルボン酸を含む水溶性ポリマー）／（６価クロムイ
   オン＋３価クロムイオン）の重量比が０．０１〜１．０
   であることを特徴とするクリヤー塗装下地用クロメート
   処理液。