JPH1081977A

JPH1081977A - クロメ−ト処理液および処理方法

Info

Publication number: JPH1081977A
Application number: JP25249296A
Authority: JP
Inventors: Yukio Uchida; 幸夫内田; Hirobumi Taketsu; 博文武津; Shinya Furukawa; 伸也古川
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 1996-09-03
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-03
Also published as: JP3411452B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水溶性クロム酸化合物と、水溶性もしくは
水分散性有機樹脂とを含有するクロメ−ト処理液におい
て、６価クロムを３価クロムに５０％以上還元しても、
処理液のゲル化や沈殿が生じないクロメ−ト処理液およ
び処理方法を提供する。【解決手段】処理液の６価クロムをオキシカルボン
酸化合物またはこれとリン酸もしくはリン酸化合物とに
より３価クロムに還元する。処理液は被処理材に塗布し
た後、水洗することなく乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クロメ−ト皮膜から６
価クロムがほとんど溶出しないクロメ−ト皮膜を形成で
きるクロメ−ト処理液および処理方法に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、亜鉛やアルミニウムまたはこれらの
合金等のめっき鋼板、銅めっき鋼板、アルミニウム板等
のクロメ−ト処理液は、クロム酸、クロム酸塩、重クロ
ム酸塩のような水溶性クロム化合物の水溶液に水溶性も
しくは水分散性有機樹脂を添加して、被処理材に塗布後
水洗することなく乾燥する塗布型のものが主流になって
いる。この処理液では含有クロムがすべて６価クロムで
あると、クロムが溶出し易く、また、吸湿性になるた
め、通常、６価クロムの一部を還元剤で不溶性の３価ク
ロムに還元して、クロメ−ト皮膜の耐食性、耐湿性を高
めている。

【０００３】還元剤としては、澱粉、ポリビニルアルコ
−ル、ホルマリンのような有機化合物や過酸化水素のよ
うな無機化合物を用いていたが、これらの還元剤で６価
クロムの３価クロムへの還元率を５０％より大きくする
と、還元率の上昇に伴ってｐＨも上昇するため、３価ク
ロムが水酸化クロム等に変化して、処理液のゲル化や沈
降が生じ、被処理材への塗布が困難になる。このため、
６価クロムの還元率は５０％以下にしていたが、この程
度の還元率ではクロメ−ト皮膜中の６価クロムが溶出し
て、黄色のシミが発生したり、取り扱い者に悪影響を与
えたりするという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、６価クロム
の３価クロムへの還元率を５０％より大きくしても、処
理液がゲル化しないクロメ−ト処理液および処理方法を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、水溶性クロム
化合物と、水溶性もしくは水分散性有機樹脂とを含有す
るクロメ−ト処理液において、オキシカルボン酸化合物
またはこれとリン酸もしくはリン酸化合物とにより６価
クロムを３価クロムに還元した。クロメ−ト処理液は被
処理材に塗布した後、水洗することなく乾燥する。

【０００６】

【作用】本発明者らは、６価クロムの還元率を５０％以
上にしても有機樹脂含有クロメ−ト処理液がゲル化しな
い還元剤について、種々検討したところ、オキシカルボ
ン酸化合物を用いると、６価クロム全量を３価クロムに
還元しても、処理液が安定していることを見いだした。
ここで、オキシカルボン酸化合物を用いると、処理液が
ゲル化しない理由は明確ではないが、オキシカルボン酸
化合物の水酸基が６価クロムを３価クロムに還元し、カ
ルボキシル基が３価クロムの化合物に配位して、ゲル化
を防止するものと考えられる。

【０００７】オキシカルボン酸化合物としては、酒石
酸、マロン酸、クエン酸、乳酸、グルコ−ル酸、グリセ
リン酸、トロパ酸、ベンジル酸、ヒドロキシ吉草酸等が
挙げられるが、これらの還元剤は単独または併用しても
よい。還元性は化合物により異なるので、添加量は３価
クロムへの還元を把握しながら行う。

【０００８】水溶性クロム化合物の濃度は、全Ｃｒが１
〜２０ｇ／Ｌにするのが望ましい。１ｇ／Ｌ未満では耐
食性が不充分で、２０ｇ／Ｌより多いと、ゲル化し易い
傾向にある。６価クロムの還元は目的により設定すれば
よいが、Ｃｒ⁶⁺／全Ｃｒの比率で０.１以下にすると、
６価クロムの溶出をほぼ完全に防止でき、また、クロメ
−ト皮膜を無色にすることができる。有機樹脂は２０ｇ
／Ｌ未満であると、均一な皮膜形成が困難で、５００ｇ
／Ｌより多くすると、粘性が高くなり、塗布困難になる
ので、２０〜５００ｇ／Ｌにするのが好ましい。

【０００９】オキシカルボン酸化合物による還元は、処
理液にリン酸またはリン酸化合物を添加すると、少ない
添加量で図１に示すように還元を促進することができ、
また、クロメ−ト皮膜を難溶性のリン酸クロム皮膜にす
ることができる。リン酸化合物としてはリン酸二水素ア
ンモニウム等のような水易溶性のものを用いるが、添加
量はＰ／全Ｃｒ＝０.１〜４.０になるようにする。０.
１未満であると、皮膜難溶化による耐食性の向上が小さ
く、４.０を超えると、処理液の安定性が低下するよう
になる。

【００１０】なお、有機樹脂含有クロメ−ト処理液に
は、潤滑剤として、融点が１００℃以上の高分子樹脂粉
末を添加し、プレス加工等の際のクロメ−ト皮膜潤滑性
を高めることが従来より行われているが、このクロメ−
ト処理液にもポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹
脂のような融点が１００℃以上の樹脂粉末を添加しても
よい。

【００１１】被処理材への処理液塗布は、従来の塗布型
クロメ−ト処理の場合と同様に公知方法、例えば、ロ−
ルコ−ト法、エア−カ−テン法、静電霧化法、スクイズ
ロ−ルコ−ト法などにより行い、水洗せずに乾燥する方
法で行う。

【００１２】

【実施例】クロム酸アンモニウム水溶液に異なるオキシ
カルボン酸化合物を添加して、６価クロムの一部を３価
クロムに還元した後、メチルメタクリレ−トとエチルア
クリレ−トの共重合体のアクリルエマルジョンを添加
し、さらに、ノニオン系乳化剤、シリコ−ン変性ポリエ
−テル系消泡剤を添加した。このようにして調製したク
ロメ−ト処理液を電気亜鉛めっき鋼板にロ−ルコ−タ−
で塗布し、到達板温１５０℃で乾燥した。表１にクロメ
−ト処理液組成、安定性およびクロメ−ト皮膜を示す。
なお、クロメ−ト処理液の安定性は温度４０℃の処理液
をロ−ルコ−タ−にセットして、２４時間運転し、処理
液中に樹脂のゲル化や沈降の認められなかったものを記
号○、認められたものを記号×で評価した。

【００１３】

【表１】

【００１４】次に、表１で処理液安定性の良好なもので
処理したクロメ−ト処理鋼板について、次のような性能
試験を実施した。この結果を表２に示す。（１）耐Ｃｒ⁶⁺溶出性試験クロメ−ト処理鋼板の試験片を９０℃の熱水に３分浸漬
して、Ｃｒ⁶⁺溶出量を測定し、溶出量が１ｍｇ／ｍ²未
満のものを記号○で、１ｍｇ／ｍ²以上、５ｍｇ／ｍ²未
満のものを記号△で、５ｍｇ／ｍ²以上のものを記号×
で評価した。（２）未加工部耐食性試験塩水噴霧試験（ＪＩＳＺ２３７１）を１００時間実
施して、白錆発生率が全面積の５％未満のものを記号◎
で、５％以上、１０％未満のものを記号○で、１０％以
上、３０％未満のものを記号△で、３０％以上のものを
記号×で評価した。

【００１５】（３）加工部耐食性試験ドロ−ビ−ド（摺動変形）試験を、加圧力２００ｋｇ
ｆ、引き抜き速度５００ｍｍ／ｍｉｎの条件で実施した
後、上記塩水噴霧試験を１００時間実施し、赤錆が発生
しないものを記号◎で、赤錆発生率が全面積の１０％未
満のものを記号○で、１０％以上、３０％未満のものを
記号△で、３０％以上のものを記号×で評価した。（４）潤滑性試験表面性測定機によりステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４、Ｂ
Ａ仕上げ）表面に対する動摩擦係数を荷重２００ｇｆ、
移動速度６０ｍ／ｍｉｎの条件で測定し、動摩擦係数が
０.１５未満のものを記号◎で、０.１５以上、０.２５
未満のものを記号○で、０.２５以上、０.３５未満のも
のを記号△で、０.３５以上のものを記号×で評価し
た。

【００１６】

【表２】

【００１７】実施例２実施例１において、クロム酸アンモニウム水溶液の代わ
りにクロム酸二ナトリウム水溶液を用い、また、オキシ
カルボン酸化合物は酒石酸にして、クロメ−ト処理液を
調製した。そして、調製後処理液の一部にリン酸やポリ
エチレン樹脂粉末（融点１２５℃）を添加した。この処
理液組成を表３に示す。また、実施例１と同様の性能試
験を実施した結果を表４に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】

【発明の効果】以上のように、有機樹脂含有塗布型クロ
メ−ト処理液において、６価クロムの還元剤にオキシカ
ルボン酸化合物を用いると、６価クロムの３価クロムへ
の還元率を５０％以上にしても、処理液のゲル化や沈殿
は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】はクロメ−ト処理液中の６価クロムを酒石酸添
加により還元した場合とさらにリン酸を添加して還元し
た場合の３価クロムへの還元率と酒石酸添加量との関係
を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水溶性クロム化合物と、水溶性もしく
は水分散性有機樹脂とを含有するクロメ−ト処理液にお
いて、オキシカルボン酸化合物により６価クロムを３価
クロムに還元したことを特徴とするクロメ−ト処理液。
【請求項２】６価クロムの還元をＣｒ⁶⁺／全Ｃｒの
比率で０.１以下にすることを特徴とする請求項１に記
載のクロメ−ト処理液。
【請求項３】全Ｃｒが１〜２０ｇ／Ｌであることを
特徴とする請求項１に記載のクロメ−ト処理液。
【請求項４】有機樹脂が２０〜５００ｇ／Ｌである
ことを特徴とする請求項１に記載のクロメ−ト処理液。
【請求項５】請求項１のクロメ−ト処理液にリン酸
またはリン酸化合物をＰ／全Ｃｒ＝０.１〜４.０の比率
で添加したことを特徴とするクロメ−ト処理液。
【請求項６】請求項１または５に記載のクロメ−ト
処理液に融点が１００℃以上の高分子樹脂粉末を添加し
たことを特徴とするクロメ−ト処理液。
【請求項７】請求項１〜６に記載のいずれかのクロ
メ−ト処理液を被処理材に塗布した後、水洗することな
く乾燥することを特徴とするクロメ−ト処理方法。