JPH08176842A - マグネシウム含有金属用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処理された材料 - Google Patents
マグネシウム含有金属用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処理された材料Info
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- JPH08176842A JPH08176842A JP32880094A JP32880094A JPH08176842A JP H08176842 A JPH08176842 A JP H08176842A JP 32880094 A JP32880094 A JP 32880094A JP 32880094 A JP32880094 A JP 32880094A JP H08176842 A JPH08176842 A JP H08176842A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
- C23C22/22—Orthophosphates containing alkaline earth metal cations
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 環境に有害なＣｒ、および特別化学物質に指
定されているＭｎなどを含有せず、Ｍｇ含有金属材料表
面に、耐食・防錆性および塗装密着性にすぐれた化成皮
膜層を低温短時間に形成する。 【構成】 リン酸と、ＣａおよびＡｌの１種以上の金属
イオンと、アミン化合物とを含み、２．０〜５．０のpH
を有する化成処理液組成物を用いてＭｇ含有金属材料表
面に、リンと、Ｃａおよび／又はＡｌとの化合物と、並
びに窒素化合物とを含有する化成皮膜を形成する。
定されているＭｎなどを含有せず、Ｍｇ含有金属材料表
面に、耐食・防錆性および塗装密着性にすぐれた化成皮
膜層を低温短時間に形成する。 【構成】 リン酸と、ＣａおよびＡｌの１種以上の金属
イオンと、アミン化合物とを含み、２．０〜５．０のpH
を有する化成処理液組成物を用いてＭｇ含有金属材料表
面に、リンと、Ｃａおよび／又はＡｌとの化合物と、並
びに窒素化合物とを含有する化成皮膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネシウム含有金属
材料用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処
理された材料に関するものである。更に詳しく述べるな
らば、本発明は、マグネシウム含有金属材料の表面の耐
食性、防錆性、および塗装密着性を向上させることがで
きる化成処理液、および化成処理方法、並びに、上記化
成処理を施された材料に係るものである。
材料用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処
理された材料に関するものである。更に詳しく述べるな
らば、本発明は、マグネシウム含有金属材料の表面の耐
食性、防錆性、および塗装密着性を向上させることがで
きる化成処理液、および化成処理方法、並びに、上記化
成処理を施された材料に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来マグネシウム含有金属材料に対する
化成処理については、ＪＩＳ−Ｈ−８６５１、およびＭ
ＩＬ−Ｍ−３１７１等によって既に知られており、これ
らの化成処理は、マグネシウム含有金属材料の塗装下地
処理方法として実用化されている。しかし、これらの従
来の化成処理液は、いづれも６価クロムイオンを含有す
るものであって、これが公害源となるため、処理排液の
処理、および作業環境の整備などに多くの困難を伴って
いる。
化成処理については、ＪＩＳ−Ｈ−８６５１、およびＭ
ＩＬ−Ｍ−３１７１等によって既に知られており、これ
らの化成処理は、マグネシウム含有金属材料の塗装下地
処理方法として実用化されている。しかし、これらの従
来の化成処理液は、いづれも６価クロムイオンを含有す
るものであって、これが公害源となるため、処理排液の
処理、および作業環境の整備などに多くの困難を伴って
いる。
【０００３】また、上記従来の化成処理には、所要処理
温度が高く、所要処理時間が長く、処理液濃度が高いな
どの問題点があり、さらに、生成する化成皮膜層が不均
一になりやすいなどの問題点を有している。
温度が高く、所要処理時間が長く、処理液濃度が高いな
どの問題点があり、さらに、生成する化成皮膜層が不均
一になりやすいなどの問題点を有している。
【０００４】特公平３−６９９４号には、６価クロムイ
オンを使用しないマグネシウム含有金属材料用化成処理
方法が開示されている。これは、６価クロムイオンを含
有していないリン酸塩化成処理液を用いる方法である
が、マグネシウム含有金属材料に対して耐食性を付与し
得るものではない。すなわち、この処理方法はそのリン
酸塩処理後に、珪酸塩処理を施し、更にその上にシリコ
ーン処理を施す必要があり、リン酸塩処理皮膜単独では
マグネシウム含有金属材料表面の塗装下地処理用表面皮
膜として耐食性および密着性が悪いという問題点があ
る。更に、この従来処理方法は、前記のような多段処理
工程を必要とし、所要処理温度が高く、所要処理時間が
長いなどの欠点がある。
オンを使用しないマグネシウム含有金属材料用化成処理
方法が開示されている。これは、６価クロムイオンを含
有していないリン酸塩化成処理液を用いる方法である
が、マグネシウム含有金属材料に対して耐食性を付与し
得るものではない。すなわち、この処理方法はそのリン
酸塩処理後に、珪酸塩処理を施し、更にその上にシリコ
ーン処理を施す必要があり、リン酸塩処理皮膜単独では
マグネシウム含有金属材料表面の塗装下地処理用表面皮
膜として耐食性および密着性が悪いという問題点があ
る。更に、この従来処理方法は、前記のような多段処理
工程を必要とし、所要処理温度が高く、所要処理時間が
長いなどの欠点がある。
【０００５】リン酸塩化成処理方法としては、リン酸亜
鉛系、リン酸鉄系、リン酸ジルコニウム系処理液等を用
いる方法が知られているが、これらの方法では、マグネ
シウム含有金属材料に実用上十分な耐食性を付与するこ
とが困難である。
鉛系、リン酸鉄系、リン酸ジルコニウム系処理液等を用
いる方法が知られているが、これらの方法では、マグネ
シウム含有金属材料に実用上十分な耐食性を付与するこ
とが困難である。
【０００６】さらに、ＪＩＳ−Ｈ−８６５１の７種に
は、リン酸マンガン処理が示されているが、この処理液
は、クロムを含有するものであり、所要処理温度が８０
〜９０℃という高いものであり、所要処理時間も、３０
〜６０分間という長時間を要し、実用的に不満足なもの
である。
は、リン酸マンガン処理が示されているが、この処理液
は、クロムを含有するものであり、所要処理温度が８０
〜９０℃という高いものであり、所要処理時間も、３０
〜６０分間という長時間を要し、実用的に不満足なもの
である。
【０００７】特公平５−２７２５０４には、リン酸、マ
ンガンイオン、アミン化合物及びアンモニア等の塩基性
化合物を含有する処理液が示されているが、この処理液
は重金属であるマンガンイオンを含有する為、排液の処
理は注意を要し、多くのコストを要する等の問題を残し
ている。
ンガンイオン、アミン化合物及びアンモニア等の塩基性
化合物を含有する処理液が示されているが、この処理液
は重金属であるマンガンイオンを含有する為、排液の処
理は注意を要し、多くのコストを要する等の問題を残し
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の様に従来のマグ
ネシウム含有金属材料の化成処理方法には、次に述べる
様な問題点があげられる。 １）代表的な公害源であるクロムを含有していること ２）所要処理温度が高いこと ３）所要処理時間が長いこと ４）ノンクロム系の場合、得られた化成皮膜がクロム系
の場合より耐食性・塗膜との密着性が劣ること ５）処理液管理が困難で、安定して均一な化成皮膜を得
るのが困難であること ６）作業環境が悪くなること ７）排水設備および排水処理に多大なコストを要するこ
と等 ８）特定化学物質に指定されている重金属としてマンガ
ンを含有していること
ネシウム含有金属材料の化成処理方法には、次に述べる
様な問題点があげられる。 １）代表的な公害源であるクロムを含有していること ２）所要処理温度が高いこと ３）所要処理時間が長いこと ４）ノンクロム系の場合、得られた化成皮膜がクロム系
の場合より耐食性・塗膜との密着性が劣ること ５）処理液管理が困難で、安定して均一な化成皮膜を得
るのが困難であること ６）作業環境が悪くなること ７）排水設備および排水処理に多大なコストを要するこ
と等 ８）特定化学物質に指定されている重金属としてマンガ
ンを含有していること
【０００９】本発明は、上記した問題点を解決する為に
なされたものであり、その目的は、処理時間を短くし、
処理温度を低温化し、処理液管理が容易で、処理コスト
が低く、特定化学物質に指定されているマンガンを含有
せず、良好な作業環境の保持が期待でき、かつ設備が比
較的簡便で安価な方法により、マグネシウム含有金属材
料表面に高耐食性、高防錆性、および優れた塗装密着性
を有する均一な化成被覆層を形成することができるノン
クロム化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処
理されたマグネシウム含有金属材料を提供することにあ
る。
なされたものであり、その目的は、処理時間を短くし、
処理温度を低温化し、処理液管理が容易で、処理コスト
が低く、特定化学物質に指定されているマンガンを含有
せず、良好な作業環境の保持が期待でき、かつ設備が比
較的簡便で安価な方法により、マグネシウム含有金属材
料表面に高耐食性、高防錆性、および優れた塗装密着性
を有する均一な化成被覆層を形成することができるノン
クロム化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処
理されたマグネシウム含有金属材料を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマグネシウ
ム含有金属用化成処理液組成物は、リン酸と、カルシウ
ムおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金
属のイオンと、並びにアミン化合物とを含有する水性液
であって、かつ２．０〜５．０のpHを有することを特徴
とするものである。
ム含有金属用化成処理液組成物は、リン酸と、カルシウ
ムおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金
属のイオンと、並びにアミン化合物とを含有する水性液
であって、かつ２．０〜５．０のpHを有することを特徴
とするものである。
【００１１】本発明の化成処理液組成物において、前記
アミン化合物が、脂肪族アミン化合物、複素環式アミン
化合物、および芳香族アミン化合物から選ばれることが
好ましい。
アミン化合物が、脂肪族アミン化合物、複素環式アミン
化合物、および芳香族アミン化合物から選ばれることが
好ましい。
【００１２】また本発明の化成処理液組成物において、
前記金属イオンがカルシウムイオンからなる場合、硝酸
イオン、チオ硫酸イオン、および酢酸イオン化合物から
選ばれた少なくとも１種をさらに含有していてもよい。
前記金属イオンがカルシウムイオンからなる場合、硝酸
イオン、チオ硫酸イオン、および酢酸イオン化合物から
選ばれた少なくとも１種をさらに含有していてもよい。
【００１３】本発明の化成処理液組成物において、前記
金属イオンがアルミニウムイオンからなる場合、硝酸イ
オン、硫酸イオンおよびアンモニウム化合物から選ばれ
た少なくとも１種をさらに含有していてもよい。また、
本発明の化成処理液組成物に、アンモニウムイオンおよ
びアルカリ金属イオンから選ばれた少なくとも１種がさ
らに含有されていてもよい。
金属イオンがアルミニウムイオンからなる場合、硝酸イ
オン、硫酸イオンおよびアンモニウム化合物から選ばれ
た少なくとも１種をさらに含有していてもよい。また、
本発明の化成処理液組成物に、アンモニウムイオンおよ
びアルカリ金属イオンから選ばれた少なくとも１種がさ
らに含有されていてもよい。
【００１４】本発明のマグネシウム含有金属材料の化成
処理方法は、マグネシウム含有金属材料の表面を、リン
酸、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれた少なく
とも１種の金属のイオン、並びに、アミン化合物を含有
し、かつ、２．０〜５．０のpHを有する水性化成処理液
を接触せしめて、その表面上にリンと、カルシウムおよ
びアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金属との
化合物並びに窒素化合物とを含有する化成皮膜層を形成
することを特徴とするものである。
処理方法は、マグネシウム含有金属材料の表面を、リン
酸、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれた少なく
とも１種の金属のイオン、並びに、アミン化合物を含有
し、かつ、２．０〜５．０のpHを有する水性化成処理液
を接触せしめて、その表面上にリンと、カルシウムおよ
びアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金属との
化合物並びに窒素化合物とを含有する化成皮膜層を形成
することを特徴とするものである。
【００１５】本発明に係る化成処理されたマグネシウム
含有金属材料は、マグネシウム含有金属材料からなる基
体と、この基体の表面の少なくとも一部に形成され、且
つ、リンと、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれ
た少なくとも１種の金属との化合物、並びに窒素化合物
を含有する化成皮膜層とを有し、前記化成皮膜層が、前
記基体表面にリン酸、カルシウムおよびアルミニウムか
ら選ばれた少なくとも１種の金属のイオン、並びにアミ
ン化合物を含有し、かつ、２．０〜５．０のpHを有する
水性化成処理液を接触させて形成されたものであること
を特徴とするものである。
含有金属材料は、マグネシウム含有金属材料からなる基
体と、この基体の表面の少なくとも一部に形成され、且
つ、リンと、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれ
た少なくとも１種の金属との化合物、並びに窒素化合物
を含有する化成皮膜層とを有し、前記化成皮膜層が、前
記基体表面にリン酸、カルシウムおよびアルミニウムか
ら選ばれた少なくとも１種の金属のイオン、並びにアミ
ン化合物を含有し、かつ、２．０〜５．０のpHを有する
水性化成処理液を接触させて形成されたものであること
を特徴とするものである。
【００１６】また、本発明の化成処理された材料におい
て、前記化成皮膜層が、１〜５００mg／ｍ2 のカルシウ
ムおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金
属、及び１〜１０００mg／ｍ2 のリンを含有し、かつこ
の化成皮膜層に、幅０．１〜２μｍの多数の網目状クラ
ックが形成されていることが好ましい。この化成皮膜層
にアルミニウムが含まれる場合、その含有量は１．０〜
５．０重量％であることが好ましい。
て、前記化成皮膜層が、１〜５００mg／ｍ2 のカルシウ
ムおよびアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金
属、及び１〜１０００mg／ｍ2 のリンを含有し、かつこ
の化成皮膜層に、幅０．１〜２μｍの多数の網目状クラ
ックが形成されていることが好ましい。この化成皮膜層
にアルミニウムが含まれる場合、その含有量は１．０〜
５．０重量％であることが好ましい。
【００１７】
【作用】本発明において、マグネシウム含有金属とは、
マグネシウム、又はマグネシウム含有合金、例えば、Ｍ
ｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｍｇ−Ｚｎ系合金、及びＭｇ−Ａ
ｌ−Ｚｎ−Ｍｎ合金などを包含する。
マグネシウム、又はマグネシウム含有合金、例えば、Ｍ
ｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｍｇ−Ｚｎ系合金、及びＭｇ−Ａ
ｌ−Ｚｎ−Ｍｎ合金などを包含する。
【００１８】本発明の化成処理液組成物は、６価クロム
あるいは排水に規制される重金属イオンを含有せず、リ
ン酸と、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれた、
少なくとも１種の金属のイオンと、並びにアミン化合物
とを含有する水性液であり、２．０〜５．０のpHを有す
るものである。
あるいは排水に規制される重金属イオンを含有せず、リ
ン酸と、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれた、
少なくとも１種の金属のイオンと、並びにアミン化合物
とを含有する水性液であり、２．０〜５．０のpHを有す
るものである。
【００１９】本発明に用いられるリン酸は、オルトリン
酸、縮合リン酸、亜リン酸、次亜リン酸などから１種以
上選ぶことができるが、オルトリン酸を用いることが好
ましい。リン酸は、マグネシウム含有金属材料に対し、
エッチング材としても作用し、化成皮膜層の形成に有効
なものである。
酸、縮合リン酸、亜リン酸、次亜リン酸などから１種以
上選ぶことができるが、オルトリン酸を用いることが好
ましい。リン酸は、マグネシウム含有金属材料に対し、
エッチング材としても作用し、化成皮膜層の形成に有効
なものである。
【００２０】本発明に用いられるカルシウムイオンは、
たとえば、リン酸二水素カルシウム（Ｃａ（Ｈ2 Ｐ
Ｏ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ）、チオ硫酸カルシウム（ＣａＳ2 Ｏ
3 ・ｎＨ 2 Ｏ）、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ）
・ｎＨ2 Ｏ）、亜硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ2 ）2 ・
ｎＨ2 Ｏ）、酢酸カルシウム（Ｃａ（ＣＨ3 ＣＯ
Ｏ）2 ）などから発生させることができる。カルシウム
イオンは、マグネシウム含有金属表面に形成される化成
皮膜層中に含まれるカルシウム化合物の供給源であっ
て、化成皮膜層に優れた耐食性、防錆性を付与し、かつ
塗装密着性を向上させるため有効なものである。
たとえば、リン酸二水素カルシウム（Ｃａ（Ｈ2 Ｐ
Ｏ4 ）2 ・Ｈ2 Ｏ）、チオ硫酸カルシウム（ＣａＳ2 Ｏ
3 ・ｎＨ 2 Ｏ）、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ3 ）2 ）
・ｎＨ2 Ｏ）、亜硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ2 ）2 ・
ｎＨ2 Ｏ）、酢酸カルシウム（Ｃａ（ＣＨ3 ＣＯ
Ｏ）2 ）などから発生させることができる。カルシウム
イオンは、マグネシウム含有金属表面に形成される化成
皮膜層中に含まれるカルシウム化合物の供給源であっ
て、化成皮膜層に優れた耐食性、防錆性を付与し、かつ
塗装密着性を向上させるため有効なものである。
【００２１】本発明に用いられるアルミニウムイオン
は、たとえば、リン酸二水素アルミニウム（Ａｌ（Ｈ2
ＰＯ4 ）3 ）、リン酸水素アルミニウム（Ａｌ2 （ＨＰ
Ｏ4 ） 3 ）、硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ3 ）3 ・９
Ｈ2 Ｏ）、硫酸アルミニウム（Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 ・１
４〜１８Ｈ2 Ｏ）、シュウ酸アルミニウム（Ａｌ2 （Ｃ
2 Ｏ4 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ）、及びアルミン酸塩等から発生
させる事ができる。アルミニウムイオンは、マグネシウ
ム含有金属表面に形成される化成皮膜層中に含まれるア
ルミニウム化合物の供給源であって、化成皮膜層に優れ
た耐食性、防錆性を付与し、かつ塗装密着性を向上させ
る為、有効なものである。
は、たとえば、リン酸二水素アルミニウム（Ａｌ（Ｈ2
ＰＯ4 ）3 ）、リン酸水素アルミニウム（Ａｌ2 （ＨＰ
Ｏ4 ） 3 ）、硝酸アルミニウム（Ａｌ（ＮＯ3 ）3 ・９
Ｈ2 Ｏ）、硫酸アルミニウム（Ａｌ2 （ＳＯ4 ）3 ・１
４〜１８Ｈ2 Ｏ）、シュウ酸アルミニウム（Ａｌ2 （Ｃ
2 Ｏ4 ）3 ・ｎＨ2 Ｏ）、及びアルミン酸塩等から発生
させる事ができる。アルミニウムイオンは、マグネシウ
ム含有金属表面に形成される化成皮膜層中に含まれるア
ルミニウム化合物の供給源であって、化成皮膜層に優れ
た耐食性、防錆性を付与し、かつ塗装密着性を向上させ
る為、有効なものである。
【００２２】本発明に用いられるアミン化合物は、２．
０〜５．０のpHにおいて、水に溶ける脂肪族アミン、例
えばプロピルアミン、ジエチルアミン、およびトリエチ
ルアミンなど、並びに複素環式アミン化合物および芳香
族アミン化合物、例えばトリアゾールおよびアニリンな
どから選ばれることが好ましく、特に、トリエチルアミ
ンを用いることが好ましい。
０〜５．０のpHにおいて、水に溶ける脂肪族アミン、例
えばプロピルアミン、ジエチルアミン、およびトリエチ
ルアミンなど、並びに複素環式アミン化合物および芳香
族アミン化合物、例えばトリアゾールおよびアニリンな
どから選ばれることが好ましく、特に、トリエチルアミ
ンを用いることが好ましい。
【００２３】本発明に用いられるアンモニウムイオンお
よびアルカリ金属イオンの供給源としては、２．０〜
５．０のpHにおいて、アンモニア、ＫＯＨ、ＮａＯＨな
どを用いることが好ましく、これらは、本発明の化成処
理液のpHを２．０〜５．０の範囲内に調整する為に用い
られる。
よびアルカリ金属イオンの供給源としては、２．０〜
５．０のpHにおいて、アンモニア、ＫＯＨ、ＮａＯＨな
どを用いることが好ましく、これらは、本発明の化成処
理液のpHを２．０〜５．０の範囲内に調整する為に用い
られる。
【００２４】本発明において、重要な点は、処理液組成
物中にアミン化合物を含有する点である。リン酸・カル
シウムイオンを含有する化成処理液にアミン化合物を含
有させることによりマグネシウム含有金属表面に対する
過多なエッチングを抑え、適性なエッチングを施すこと
により、塗装及び、有機合成樹脂用下地処理組成物とし
て、耐食性、防錆性、密着性に優れた品質を有する製品
の製造を確実にすることが可能になる。これらの化合物
は、Ｘ線回析法（ハナワルト法、Ｘ線回析の回析角度と
強度とを、ＪＣＰＤＳカードを照合する方法）、ＸＲＦ
（蛍光Ｘ線分析装置）、ＸＲＤ（Ｘ線回析分析装置）又
はＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）により、本
発明の化成皮膜中から同定することができたものであ
る。
物中にアミン化合物を含有する点である。リン酸・カル
シウムイオンを含有する化成処理液にアミン化合物を含
有させることによりマグネシウム含有金属表面に対する
過多なエッチングを抑え、適性なエッチングを施すこと
により、塗装及び、有機合成樹脂用下地処理組成物とし
て、耐食性、防錆性、密着性に優れた品質を有する製品
の製造を確実にすることが可能になる。これらの化合物
は、Ｘ線回析法（ハナワルト法、Ｘ線回析の回析角度と
強度とを、ＪＣＰＤＳカードを照合する方法）、ＸＲＦ
（蛍光Ｘ線分析装置）、ＸＲＤ（Ｘ線回析分析装置）又
はＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザー）により、本
発明の化成皮膜中から同定することができたものであ
る。
【００２５】本発明の化成処理液組成物は、２．０〜
５．０のpHを有するものである。pH値が２．０未満であ
ると、リン酸によるエッチング効果が過大になり、得ら
れる化成皮膜層上にスマットが発生し、液変動が激しく
なり、その耐食性向上効果が低下する。また、pH値が
５．０以上より高くなると、リン酸によるエッチング効
果が不十分になり、化成皮膜の形成量が低く、網目状ク
ラックが生成せず、かつ塗装後の二次密着性が低下する
などの不都合を生ずる。
５．０のpHを有するものである。pH値が２．０未満であ
ると、リン酸によるエッチング効果が過大になり、得ら
れる化成皮膜層上にスマットが発生し、液変動が激しく
なり、その耐食性向上効果が低下する。また、pH値が
５．０以上より高くなると、リン酸によるエッチング効
果が不十分になり、化成皮膜の形成量が低く、網目状ク
ラックが生成せず、かつ塗装後の二次密着性が低下する
などの不都合を生ずる。
【００２６】本発明の化成処理液組成物において、金属
イオンがカルシウムイオンである場合、この化成処理液
組成物に硝酸イオン、チオ硫酸イオン、および酢酸イオ
ン化合物から選ばれた１種以上が含まれていてもよく、
これらは、処理液のエッチング作用を適正化するために
利用される。
イオンがカルシウムイオンである場合、この化成処理液
組成物に硝酸イオン、チオ硫酸イオン、および酢酸イオ
ン化合物から選ばれた１種以上が含まれていてもよく、
これらは、処理液のエッチング作用を適正化するために
利用される。
【００２７】また、本発明の化成処理下記組成物におい
て、金属イオンがアルミニウムイオンである場合、硝酸
イオン、硫酸イオンおよびアンモニウム化合物から選ば
れた少なくとも１種がさらに含まれていてもよい。これ
らは、処理液のエッチング作用を適正化するために有効
に利用される。
て、金属イオンがアルミニウムイオンである場合、硝酸
イオン、硫酸イオンおよびアンモニウム化合物から選ば
れた少なくとも１種がさらに含まれていてもよい。これ
らは、処理液のエッチング作用を適正化するために有効
に利用される。
【００２８】本発明の化成処理液組成物中にはＭｇ，Ａ
ｌ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｓｎ，Ｚｒ及び、Ｓｉなどのイオン又
は化合物が含まれていてもよいが、Ｃｕ，Ｎｉ、及びＦ
ｅなどの含有量は、少ない程好ましい。
ｌ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｓｎ，Ｚｒ及び、Ｓｉなどのイオン又
は化合物が含まれていてもよいが、Ｃｕ，Ｎｉ、及びＦ
ｅなどの含有量は、少ない程好ましい。
【００２９】本発明方法において、リン酸、カルシウム
イオンおよび／又はアルミニウムイオン、並びにアミン
化合物を含み２．０〜５．０のpHを有する水性化成処理
液をマグネシウム含有金属材料表面上に接触させ、その
表面上にリン−カルシウムおよび／又はアルミニウム化
合物および窒素化合物を含有する化成皮膜層を形成させ
る。この化成皮膜層には、幅０．１〜２μｍの網目状溝
（クラック）が生じていることが好ましく、この化成皮
膜に形成された網目状溝は、塗膜に対してすぐれたアン
カー効果を有し、塗膜密着性を著しく向上させる。
イオンおよび／又はアルミニウムイオン、並びにアミン
化合物を含み２．０〜５．０のpHを有する水性化成処理
液をマグネシウム含有金属材料表面上に接触させ、その
表面上にリン−カルシウムおよび／又はアルミニウム化
合物および窒素化合物を含有する化成皮膜層を形成させ
る。この化成皮膜層には、幅０．１〜２μｍの網目状溝
（クラック）が生じていることが好ましく、この化成皮
膜に形成された網目状溝は、塗膜に対してすぐれたアン
カー効果を有し、塗膜密着性を著しく向上させる。
【００３０】本発明方法による化成処理は、一般に常温
〜６５℃の比較的低温で行われ、その処理時間は０．５
〜６分の比較的短時間で十分である。上記の本発明方法
により、厚さ０．１〜３．０μｍの化成皮膜層を形成で
き、この化成皮膜は、非晶質を呈する。
〜６５℃の比較的低温で行われ、その処理時間は０．５
〜６分の比較的短時間で十分である。上記の本発明方法
により、厚さ０．１〜３．０μｍの化成皮膜層を形成で
き、この化成皮膜は、非晶質を呈する。
【００３１】本発明の化成処理をマグネシウム含有金属
材料に施すに際し、前処理として通常の洗浄の他にアル
カリエッチング処理を施してもよい。アルカリエッチン
グ処理をすることによりマグネシウム含有金属材料中の
表面に偏析しているＡｌ・Ｚｎ等の合成成分が優先的に
除去され、化成処理によるマグネシウムのエッチング
が、スムーズに、かつ有効に行われ、それによって、化
成皮膜の形成が促進される。また上記アルカリエッチン
グ処理は、化成処理液中にＡｌ・Ｚｎ等が溶出して液組
成を変動させること、及びスマットが発生することなど
を抑制し、それにより化成皮膜の塗装密着性を増進する
ことができる。
材料に施すに際し、前処理として通常の洗浄の他にアル
カリエッチング処理を施してもよい。アルカリエッチン
グ処理をすることによりマグネシウム含有金属材料中の
表面に偏析しているＡｌ・Ｚｎ等の合成成分が優先的に
除去され、化成処理によるマグネシウムのエッチング
が、スムーズに、かつ有効に行われ、それによって、化
成皮膜の形成が促進される。また上記アルカリエッチン
グ処理は、化成処理液中にＡｌ・Ｚｎ等が溶出して液組
成を変動させること、及びスマットが発生することなど
を抑制し、それにより化成皮膜の塗装密着性を増進する
ことができる。
【００３２】
【実施例】本発明を下記実施例によりさらに説明する。
但し本発明の範囲は、実施例により制限されるものでは
ない。
但し本発明の範囲は、実施例により制限されるものでは
ない。
【００３３】実施例１ マグネシウム合金板（ＡＺ９１材）の表面を清浄化し、
下記処理に供した。 １．化成処理液の調製 ８５％リン酸：２５ｇ／リットル、リン酸二水素カルシ
ウム：２５ｇ／リットル、およびトリエチルアミン：２
０ｇ／リットルを含む水溶液を調製した。そのpHは３．
０であった。
下記処理に供した。 １．化成処理液の調製 ８５％リン酸：２５ｇ／リットル、リン酸二水素カルシ
ウム：２５ｇ／リットル、およびトリエチルアミン：２
０ｇ／リットルを含む水溶液を調製した。そのpHは３．
０であった。
【００３４】２．化成処理 上記化成処理液に、上記マグネシウム合金板を、４０〜
４５℃の温度で、３分間浸漬処理し、マグネシウム合金
板を引き上げ、水洗乾燥した。
４５℃の温度で、３分間浸漬処理し、マグネシウム合金
板を引き上げ、水洗乾燥した。
【００３５】３．化成皮膜層試験 （イ）化成皮膜層の観察 化成皮膜層表面を１０００倍の倍率で顕微鏡観察し、網
目状溝（クラック）およびスマットの有無およびその程
度を評価した。
目状溝（クラック）およびスマットの有無およびその程
度を評価した。
【００３６】ａ）網目状溝（クラック）の評価表示 ○ 幅０．１〜２μｍの明瞭な網目状溝が形成されてい
る。 △ 幅０．１〜０．５μｍの不完全な網目状溝が形成さ
れている。 × 網目状溝が形成されず、多孔質状を呈している。
る。 △ 幅０．１〜０．５μｍの不完全な網目状溝が形成さ
れている。 × 網目状溝が形成されず、多孔質状を呈している。
【００３７】ｂ）スマットの発生状況の評価表示 ○ スマットの発生なし △ わずかなスマットの発生が認められる。 × 明瞭にスマットの発生が認められる。
【００３８】（ロ）化成皮膜中に含まれるリン、および
カルシウムの量をＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析装置）により定
量分析した。
カルシウムの量をＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析装置）により定
量分析した。
【００３９】（ハ）化成皮膜中の窒素化合物の検索 化成皮膜中の窒素化合物についてＸＲＤ（Ｘ線回析分析
装置）により検索を行い、ハナワルト法により回析角度
と強度とをＪＣＰＤＳカードと照合した。上記試験の結
果を表に示す。
装置）により検索を行い、ハナワルト法により回析角度
と強度とをＪＣＰＤＳカードと照合した。上記試験の結
果を表に示す。
【００４０】４．塗装 マグネシウム合金板上の上記化成皮膜層上に、アクリル
系溶剤型塗料（商標：サグラン＃３０００、朝日ソルベ
ント社製）を、スプレー塗装した。１コート１ベーク、
塗膜の厚さ：２０μｍ
系溶剤型塗料（商標：サグラン＃３０００、朝日ソルベ
ント社製）を、スプレー塗装した。１コート１ベーク、
塗膜の厚さ：２０μｍ
【００４１】５．塩水噴霧試験（ＳＳＴ） 上記塗装された材料の供試試料にクロスカットを施し、
これにＪＩＳ−Ｚ−２３７１による塩水噴霧試験を施し
た。 噴霧時間：１２０時間 試験枚数： ５０枚 試験終了後、クロスカット部のフクレ幅、および粘着テ
ープの粘着剥離による剥離幅を計測し、その最大値を選
択記録した。
これにＪＩＳ−Ｚ−２３７１による塩水噴霧試験を施し
た。 噴霧時間：１２０時間 試験枚数： ５０枚 試験終了後、クロスカット部のフクレ幅、および粘着テ
ープの粘着剥離による剥離幅を計測し、その最大値を選
択記録した。
【００４２】６．耐水性試験 上記塗装された材料の供試試料にＪＩＳ−Ｋ−５４００
によるゴバン目試験を施した。 温度 ： ４０℃ 時間 ：１２０時間 試験枚数： ５０枚 試験後の外観および二次密着性を下記のように評価表示
した。 ａ）外観 ○ フクレなし △ 少しフクレあり × フクレあり ｂ）二次密着性 １０×１０×１mmの格子１００個をクロスカットにより
形成し（ＪＩＳ−Ｋ−５４００による）、粘着テープの
粘着剥離後の格子残存数を計測した。上記試験結果を表
１に示す。
によるゴバン目試験を施した。 温度 ： ４０℃ 時間 ：１２０時間 試験枚数： ５０枚 試験後の外観および二次密着性を下記のように評価表示
した。 ａ）外観 ○ フクレなし △ 少しフクレあり × フクレあり ｂ）二次密着性 １０×１０×１mmの格子１００個をクロスカットにより
形成し（ＪＩＳ−Ｋ−５４００による）、粘着テープの
粘着剥離後の格子残存数を計測した。上記試験結果を表
１に示す。
【００４３】実施例２ 実施例１と同様の化成処理および試験を行った。但し、
化成処理液として下記組成を有するものを用いた。 ８５％リン酸 ： ２５ｇ／リットル リン酸二水素アルミニウム： ２５ｇ／リットル トリエチルアミン ： ２０ｇ／リットル そのpHは２．７であった。試験結果を表１に示す。
化成処理液として下記組成を有するものを用いた。 ８５％リン酸 ： ２５ｇ／リットル リン酸二水素アルミニウム： ２５ｇ／リットル トリエチルアミン ： ２０ｇ／リットル そのpHは２．７であった。試験結果を表１に示す。
【００４４】比較例１ 実施例１と同様の処理を行った。但し、化成処理液は、
２０ｇ／リットルの８５％リン酸と、２０ｇ／リットル
のトリエチルアミンとを含み、リン酸二水素カルシウム
及びリン酸二水素アルミニウムを含まないものであっ
た。試験結果を表１に示す。
２０ｇ／リットルの８５％リン酸と、２０ｇ／リットル
のトリエチルアミンとを含み、リン酸二水素カルシウム
及びリン酸二水素アルミニウムを含まないものであっ
た。試験結果を表１に示す。
【００４５】比較例２ 実施例１と同様の処理を行った。但し、化成処理液は、
２５ｇ／リットルの８５％リン酸と、２５ｇ／リットル
のリン酸二水素カルシウムを含み、トリエチルアミンを
含まないものであった。試験結果を表１に示す。
２５ｇ／リットルの８５％リン酸と、２５ｇ／リットル
のリン酸二水素カルシウムを含み、トリエチルアミンを
含まないものであった。試験結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【発明の効果】本発明により、クロムもマンガンも含有
しない化成処理液を用いて、マグネシウム含有金属材料
表面に、耐食性、防錆性にすぐれ、かつ塗装密着性にす
ぐれた化成皮膜層を、比較的低温で、かつ短い処理時間
により形成することが可能となり、さらに環境に有害な
特定化学物質等を含有しないため、より良好な作業環境
を保持することができ、安価な排水処理施設で、簡便な
排水処理が可能となった。
しない化成処理液を用いて、マグネシウム含有金属材料
表面に、耐食性、防錆性にすぐれ、かつ塗装密着性にす
ぐれた化成皮膜層を、比較的低温で、かつ短い処理時間
により形成することが可能となり、さらに環境に有害な
特定化学物質等を含有しないため、より良好な作業環境
を保持することができ、安価な排水処理施設で、簡便な
排水処理が可能となった。
Claims (8)
- 【請求項１】 リン酸と、カルシウムおよびアルミニウ
ムから選ばれた少なくとも１種の金属のイオンと、並び
にアミン化合物とを含有する水性液であって、かつ２．
０〜５．０のpHを有することを特徴とする、マグネシウ
ム含有金属用化成処理液組成物。 - 【請求項２】 前記アミン化合物が、上記２．０〜５．
０のpHにおいて水可溶性の脂肪族アミン化合物、複素環
式アミン化合物及び芳香族アミン化合物から選ばれる、
請求項１に記載の組成物。 - 【請求項３】 前記金属イオンがカルシウムイオンから
なり、かつ硝酸イオン、チオ硫酸イオン、および酢酸イ
オンから選ばれた少なくとも１種をさらに含有する、請
求項１に記載の組成物。 - 【請求項４】 前記金属イオンがアルミニウムイオンか
らなり、かつ硝酸イオン、硫酸イオンおよびアンモニウ
ム化合物から選ばれた少なくとも１種をさらに含有す
る、請求項１に記載の組成物。 - 【請求項５】 アンモニウムイオンおよび、アルカリ金
属イオンから選ばれた少なくとも１種をさらに含有す
る、請求項２に記載の組成物。 - 【請求項６】 マグネシウム含有金属材料の表面を、リ
ン酸、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれた少な
くとも１種の金属のイオン、並びにアミン化合物を含有
し、かつ、２．０〜５．０のpHを有する水性化成処理液
に接触せしめて、その表面上にリンと、カルシウムおよ
びアルミニウムから選ばれた少なくとも１種の金属との
化合物並びに窒素化合物を含有する化成皮膜層を形成す
ることを特徴とする、マグネシウム含有金属材料の化成
処理方法。 - 【請求項７】 マグネシウム含有金属材料からなる基体
と、この基体表面の少なくとも一部に形成され、かつ、
リンと、カルシウムおよびアルミニウムから選ばれた少
なくとも１種の金属との化合物、並びに窒素化合物を含
有する化成皮膜層とを有し、前記化成皮膜層が、前記基
体表面に、リン酸、カルシウムおよびアルミニウムから
選ばれた少なくとも１種の金属のイオン並びにアミン化
合物を含有し、かつ２．０〜５．０のpHを有する水性化
成処理液を接触させて形成されたものであることを特徴
とする、化成処理されたマグネシウム含有金属材料。 - 【請求項８】 前記化成皮膜層が、１〜５００mg／ｍ2
のカルシウム、および１．０〜５．０重量％のアルミニ
ウムから選ばれた少なくとも１種の金属、及び１〜１０
００mg／ｍ2 のリンを含有し、生成した化成皮膜層に、
幅０．１〜２μｍの多数の網目状クラックが形成されて
いる、請求項７に記載の化成処理されたマグネシウム含
有金属材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32880094A JPH08176842A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | マグネシウム含有金属用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処理された材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32880094A JPH08176842A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | マグネシウム含有金属用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処理された材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176842A true JPH08176842A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=18214252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32880094A Pending JPH08176842A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | マグネシウム含有金属用化成処理液組成物、化成処理方法、および化成処理された材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08176842A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002327280A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Nippon Hyomen Kagaku Kk | 金属表面処理剤 |
| JP2005146323A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Fujitsu Ltd | 金属成形品の表面処理方法 |
| KR100500036B1 (ko) * | 2000-11-22 | 2005-07-12 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 마그네슘 합금 성형품과 그 제조방법 |
| JP2021098873A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 日本パーカライジング株式会社 | 皮膜を有する基材 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32880094A patent/JPH08176842A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100500036B1 (ko) * | 2000-11-22 | 2005-07-12 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 마그네슘 합금 성형품과 그 제조방법 |
| JP2002327280A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Nippon Hyomen Kagaku Kk | 金属表面処理剤 |
| JP2005146323A (ja) * | 2003-11-13 | 2005-06-09 | Fujitsu Ltd | 金属成形品の表面処理方法 |
| JP2021098873A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 日本パーカライジング株式会社 | 皮膜を有する基材 |
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