JPS5817832B2 - アルミニウム，亜鉛およびそれらの合金材の表面処理方法 - Google Patents
アルミニウム，亜鉛およびそれらの合金材の表面処理方法Info
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- C23C22/24—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 hexavalent chromium compounds
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム、亜鉛およびそれらの合金材の表
面処理方法、更に詳しくは、か５る金属材の未塗装耐食
性と塗装性を向上せしめ得る前処理方法に関する。
面処理方法、更に詳しくは、か５る金属材の未塗装耐食
性と塗装性を向上せしめ得る前処理方法に関する。
近年、亜鉛めっき鋼材あるいは合金化処理した亜鉛めっ
き鋼材が広範に採用されつつあり、該鋼材に要求される
性能はますます高水準になっている。
き鋼材が広範に採用されつつあり、該鋼材に要求される
性能はますます高水準になっている。
特に塗装性や溶接性等に優れた利点を有する合金化処理
した亜鉛めっき鋼材が注目され、各種業界で採用されて
いるが、該鋼材の未塗装耐食性は充分に受は入れられる
ものではなかった。
した亜鉛めっき鋼材が注目され、各種業界で採用されて
いるが、該鋼材の未塗装耐食性は充分に受は入れられる
ものではなかった。
従来より亜鉛めっきまたは合金化処理した亜鉛めっき鋼
材の表面処理方法が提案されている。
材の表面処理方法が提案されている。
例えば、クロム酸塩と塩化物と錯フッ化物を主成分とす
る処理液を使用して当該鋼材にクロミッククロメート系
被膜を形成せしめる（特公昭３６−７８５５号）、また
公知のクロム酸処理液にコバルト、ニッケルおよび鉄か
ら成る群の金属の硝酸塩の少なくとも一種を含有せしめ
てクロメート被膜化成性を改善せしめる（特開昭４９−
４６’５４３号）発明が提案されている。
る処理液を使用して当該鋼材にクロミッククロメート系
被膜を形成せしめる（特公昭３６−７８５５号）、また
公知のクロム酸処理液にコバルト、ニッケルおよび鉄か
ら成る群の金属の硝酸塩の少なくとも一種を含有せしめ
てクロメート被膜化成性を改善せしめる（特開昭４９−
４６’５４３号）発明が提案されている。
しかし、これらの発明では、亜鉛めっき鋼材、特に合金
処理した亜鉛めつき鋼材に充分なる未塗装耐食性を付与
できない。
処理した亜鉛めつき鋼材に充分なる未塗装耐食性を付与
できない。
また、６価クロムイオンとリン酸イオンを主成分さする
水溶液に促進剤ないしは緩衝剤として硫酸またはフッ素
イオン、３価クロムイオンを添加し、耐食性を高めるた
めにコバルト、ニッケルチタニウム、タングステン、バ
ナジウム、モリブデンおよびべＩＪ ＩＪウムより成る
群から選ばれた金属イオンを配合した処理液を用いて、
亜鉛および亜鉛合金にリン酸クロム系被膜を形成せしめ
る発明（特公昭４５−２０９０号）が提案されているか
これも満足できる未塗装耐食性を付与できない。
水溶液に促進剤ないしは緩衝剤として硫酸またはフッ素
イオン、３価クロムイオンを添加し、耐食性を高めるた
めにコバルト、ニッケルチタニウム、タングステン、バ
ナジウム、モリブデンおよびべＩＪ ＩＪウムより成る
群から選ばれた金属イオンを配合した処理液を用いて、
亜鉛および亜鉛合金にリン酸クロム系被膜を形成せしめ
る発明（特公昭４５−２０９０号）が提案されているか
これも満足できる未塗装耐食性を付与できない。
特に合金処理した亜鉛めっき鋼材の未塗装耐食性を向上
せしめる表面処理液や表面処理方法も断案されている。
せしめる表面処理液や表面処理方法も断案されている。
例えば、無水クロム酸とリン酸とチタンフッ化カリウム
を主成分とする処理液を柳案しく特公昭４４〜２６５２
５号）、無水クロム酸とケイフッ化ナトリウムあるいは
ケイフッ化カリウムを主成分とする処理液にて処理する
方法が提案されている（特公昭５２−１４６９１号）。
を主成分とする処理液を柳案しく特公昭４４〜２６５２
５号）、無水クロム酸とケイフッ化ナトリウムあるいは
ケイフッ化カリウムを主成分とする処理液にて処理する
方法が提案されている（特公昭５２−１４６９１号）。
これら２つの発明によれば、合金化処理した亜鉛めっき
鋼材の未塗装耐食性能を耐塩水噴霧テスト（ＪＩＳ、＝
Ｚ−２３７１に準拠する方法）において２００時間以上
合格にまで高め得るとされているが、実質上１５０時間
以上の安定した耐塩水噴霧テスト結果が達成されない。
鋼材の未塗装耐食性能を耐塩水噴霧テスト（ＪＩＳ、＝
Ｚ−２３７１に準拠する方法）において２００時間以上
合格にまで高め得るとされているが、実質上１５０時間
以上の安定した耐塩水噴霧テスト結果が達成されない。
また、無水クロム酸とリン酸を主成分とし、ｐＨ１，０
〜５．０にアンモニア水によって調整された処理液が提
案されており（特開昭５１−１０３０４２号）、フッ化
物を除いて処理浴組成のコントロールを容易にし、処理
浴のｐＨをコントロールすることが重要であると述べら
れているが、フッ化物を含有しないクロム酸液では合金
化処理した亜鉛めっき鋼材の耐塩水噴霧テスト１５０時
間以上合格という高度の未塗装耐食性を付与できない。
〜５．０にアンモニア水によって調整された処理液が提
案されており（特開昭５１−１０３０４２号）、フッ化
物を除いて処理浴組成のコントロールを容易にし、処理
浴のｐＨをコントロールすることが重要であると述べら
れているが、フッ化物を含有しないクロム酸液では合金
化処理した亜鉛めっき鋼材の耐塩水噴霧テスト１５０時
間以上合格という高度の未塗装耐食性を付与できない。
また、リン酸、クロム酸系処理液を合金化処理した亜鉛
めっき鋼材に塗布、乾燥する方法が提案されており（特
開昭５２−６８０３６号）、処理浴組成の経時変化を無
くして安定した耐食性能を付与できると述べられている
が、塗布型の処理液では含有せしめ得る成分が限定され
る結果、充分なる未塗装耐食性を当該鋼材に付与するた
めには処理液をクロム量として５００ ｍ９７ ｍ″に
なる如く描該鋼材に塗布しなければならない。
めっき鋼材に塗布、乾燥する方法が提案されており（特
開昭５２−６８０３６号）、処理浴組成の経時変化を無
くして安定した耐食性能を付与できると述べられている
が、塗布型の処理液では含有せしめ得る成分が限定され
る結果、充分なる未塗装耐食性を当該鋼材に付与するた
めには処理液をクロム量として５００ ｍ９７ ｍ″に
なる如く描該鋼材に塗布しなければならない。
しかし、当該鋼材にクロム量として１００■／ｍ′以上
被覆すると着色することは避けられず、外観不良を生じ
、また未塗装耐食性も耐塩水噴無テスト１５０時間以上
合格を付与できない。
被覆すると着色することは避けられず、外観不良を生じ
、また未塗装耐食性も耐塩水噴無テスト１５０時間以上
合格を付与できない。
本発明はかかる問題点を解決したもので、アルミニウム
、亜鉛およびそれらの合金材の未塗装耐食性と塗装性を
安定して向上せしめる核材の前処理方法を提供するもの
である。
、亜鉛およびそれらの合金材の未塗装耐食性と塗装性を
安定して向上せしめる核材の前処理方法を提供するもの
である。
その発明の特徴とする点は、当該金属材に、６価クロム
イオン５〜５ｏ、９／ｌ（無水クロム酸として計算、以
下同様）七リン酸イオン５〜１５０９／ｌ（）ン酸とし
て計算、以下同様）を主成分とするｐＨ１〜３の処理液
を接触せしめて該材表面上にリン酸クロム系被膜を形成
せしめる工程■と、実質上リン酸イオンを含まず、６価
クロムイオン０．５ｇ／１以上を含有する処理液を接触
せしめて該材表面上にクロミッククロメート系被膜を形
成せしめる工程■の内、まずいずれかの工程を実施し、
その後桟る工程を実施し、次いで水洗することなく乾燥
を行うことにある。
イオン５〜５ｏ、９／ｌ（無水クロム酸として計算、以
下同様）七リン酸イオン５〜１５０９／ｌ（）ン酸とし
て計算、以下同様）を主成分とするｐＨ１〜３の処理液
を接触せしめて該材表面上にリン酸クロム系被膜を形成
せしめる工程■と、実質上リン酸イオンを含まず、６価
クロムイオン０．５ｇ／１以上を含有する処理液を接触
せしめて該材表面上にクロミッククロメート系被膜を形
成せしめる工程■の内、まずいずれかの工程を実施し、
その後桟る工程を実施し、次いで水洗することなく乾燥
を行うことにある。
工程■の処理液における６価クロムイオンの供給物質は
、無水クロム酸、クロム塩酸、重クロム酸塩等の水溶性
６価クロム化合物であればよく、特に無水クロム酸が好
ましい。
、無水クロム酸、クロム塩酸、重クロム酸塩等の水溶性
６価クロム化合物であればよく、特に無水クロム酸が好
ましい。
６価りロムイオン濃度は５〜５０ｇ／ｌの範囲が適当で
あって、５ｇ／１未満であると、当該金属材の表面上に
リン酸クロム系被膜を形成できず耐食性を充分に向上で
きない。
あって、５ｇ／１未満であると、当該金属材の表面上に
リン酸クロム系被膜を形成できず耐食性を充分に向上で
きない。
逆に５０ ｇ／ｌを越えても、上記範囲内で得られる以
上に耐食性を向上させず、被膜を着色させるおそれがあ
る。
上に耐食性を向上させず、被膜を着色させるおそれがあ
る。
リン酸イオンの供給物質としてはリン酸が選ばれ、その
濃度は５〜１５０ｇ／ｌが適当である。
濃度は５〜１５０ｇ／ｌが適当である。
５ｇ／１未満であると、当該金属材の表面上にリン酸ク
ロム系被膜を形成できず耐食性を充分に向上できない。
ロム系被膜を形成できず耐食性を充分に向上できない。
逆に１５０ｇ／ｌを越えても、上記範囲内で得られる以
上に耐食性を向上できない。
上に耐食性を向上できない。
処理液のｐＨは１〜３の範囲が適当で、１未満であると
、当該金属材の表面を過剰にエツチングして未塗装耐食
性および塗装性を向上させない。
、当該金属材の表面を過剰にエツチングして未塗装耐食
性および塗装性を向上させない。
逆に３を越えると、処理液の当該金属材との反応が充分
でなく、耐食性を充分に向上させない。
でなく、耐食性を充分に向上させない。
ｐＨ調整にはリン酸が使用されてよい。
上記工程■の処理液にあっては、フッ素イオンあるいは
フッ素錯イオンを反応促進剤として含むことが望ましい
。
フッ素錯イオンを反応促進剤として含むことが望ましい
。
これらイオン、の供給物質きしては、フッ化水素酸、ホ
ウフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、チタニウムフッ化
水素酸、これらのアルカリ金属塩等がある。
ウフッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、チタニウムフッ化
水素酸、これらのアルカリ金属塩等がある。
これらイオンの含有量は０．１〜１０ｇ／ｌ（フッ化水
素として計算、以下同様）の範囲が適当で、ｏ、１．９
７１未満である七反応促進剤としての効果が充分に発揮
されず、逆に１０ ｇ／ｌを越えると、過剰反応を来た
し、当該金属材の未塗装耐食性および塗装性を向上させ
ない。
素として計算、以下同様）の範囲が適当で、ｏ、１．９
７１未満である七反応促進剤としての効果が充分に発揮
されず、逆に１０ ｇ／ｌを越えると、過剰反応を来た
し、当該金属材の未塗装耐食性および塗装性を向上させ
ない。
工程■の処理液は実質上リン酸イオンを含まない。
リン酸イオンを含むさ、当該金属材の表面上にクロミッ
ククロメート系被膜の形成を妨げ、本発明の効果が充分
に発揮されない。
ククロメート系被膜の形成を妨げ、本発明の効果が充分
に発揮されない。
′６価クロムイオンの供給物質は、無水クロム酸、クロ
ム酸塩、重クロム酸塩等の水溶性６価クロム化合物であ
ればよく、特に無水クロム酸が好ましい。
ム酸塩、重クロム酸塩等の水溶性６価クロム化合物であ
ればよく、特に無水クロム酸が好ましい。
６価りロムイオン濃度はｏ、５ｇ／１以上の範囲が適当
であって、０．５ｇ／１未満であると、当該金属材の表
面上にクロミッククロメート系被膜を充分に形成できず
耐食性を充分に向上できない。
であって、０．５ｇ／１未満であると、当該金属材の表
面上にクロミッククロメート系被膜を充分に形成できず
耐食性を充分に向上できない。
上記工程■の処理液にあっては、ジルコニウム錯フッ化
物（例えばジルコニウムフッ化水素酸、ジルコニウムフ
ッ化カリウム、ジルコニウムフッ化ナトリウム、ジルコ
ニウムフッ化アンモニウム）を含むことが望ましい。
物（例えばジルコニウムフッ化水素酸、ジルコニウムフ
ッ化カリウム、ジルコニウムフッ化ナトリウム、ジルコ
ニウムフッ化アンモニウム）を含むことが望ましい。
その含有量はｏ、１ｇ／１以上の範囲が適当であり、こ
れによってクロミッククロメート被膜の形成が促進され
る。
れによってクロミッククロメート被膜の形成が促進され
る。
この含有量に上限はないが、２０９７１以上では沈殿を
生ずるため経済的に不才１」である。
生ずるため経済的に不才１」である。
本発明にあっては、当該金属材を処理するに当り、あら
かじめ所望により脱脂清浄を採用する。
かじめ所望により脱脂清浄を採用する。
これには公知のアルカリ脱脂清浄法、エマルジョン脱脂
清浄法等が選ばれてよい。
清浄法等が選ばれてよい。
本発明における工程■と工程■はいずれの一方が先に実
施されてもよく、当該金属材の未塗装耐食性をより一層
向上させるという点では工程■が先に実施されることが
有利である。
施されてもよく、当該金属材の未塗装耐食性をより一層
向上させるという点では工程■が先に実施されることが
有利である。
工程■あるいは工程■の内いずれか一方が実施された後
、当該金属材は必要によって水洗もしくは乾燥せしめる
工程■の処理液がジルコニウム錯フッ化物を含む場合に
は、水洗することが望ましい。
、当該金属材は必要によって水洗もしくは乾燥せしめる
工程■の処理液がジルコニウム錯フッ化物を含む場合に
は、水洗することが望ましい。
工程■のリン酸イオンを含む処理液と工程■ジルコニウ
ム錯フッ化物を含む処理液が混ると、沈殿を生じ処理液
成分の平衝をくずすおそれがある。
ム錯フッ化物を含む処理液が混ると、沈殿を生じ処理液
成分の平衝をくずすおそれがある。
しかし、当該金属材の未塗装耐食性と塗装性の向上のた
めには、特に水洗する必要はない。
めには、特に水洗する必要はない。
乾燥は所望により常温から１２０℃の温度で実施されて
よい。
よい。
必要によって水洗あるいは乾燥せしめられた当該金属材
に、次いで他方の工程が実施される。
に、次いで他方の工程が実施される。
その後水洗することなく乾燥を行う。
この乾燥は、適当な設備で例えば板材の場合８０〜１２
０℃の温度で３秒から１分間実施すればよい。
０℃の温度で３秒から１分間実施すればよい。
工程■および工程■におけるそれぞれの処理条件は、４
０〜８０℃に加温された処理液をスプレ一式、浸漬式あ
るいはロールコーティング式等の適宜な手段によって当
該金属材に、その表面上にリン酸クロム系被膜あるいは
クロミッククロメート系被膜を形成せしめるに足りる時
間接触せしめる点で選定されてよい。
０〜８０℃に加温された処理液をスプレ一式、浸漬式あ
るいはロールコーティング式等の適宜な手段によって当
該金属材に、その表面上にリン酸クロム系被膜あるいは
クロミッククロメート系被膜を形成せしめるに足りる時
間接触せしめる点で選定されてよい。
通常、処理時間は１秒〜１分の範囲で採用すればよい。
また、当該処理条件は、当該金属材表面上に形成される
リン酸クロム系被膜とクロミッククロメート系被膜の混
合被膜ば全クロム量として２０〜１００１ｎ９／ｍ２の
被膜量を持つように選定されてよい。
リン酸クロム系被膜とクロミッククロメート系被膜の混
合被膜ば全クロム量として２０〜１００１ｎ９／ｍ２の
被膜量を持つように選定されてよい。
全クロム量が２０■／ｍ′未満であるき、未塗装耐食性
および塗装性が充分に改良されず、逆に１．００ ｍ９
／ ｒｒｒ’を越えても、上記範囲内で得られる以上の
効果をもたらさないばかりか、当該金属材表面を着色せ
しめて好ましくない。
および塗装性が充分に改良されず、逆に１．００ ｍ９
／ ｒｒｒ’を越えても、上記範囲内で得られる以上の
効果をもたらさないばかりか、当該金属材表面を着色せ
しめて好ましくない。
本発明によれば、亜鉛めっきまたは合金化処理した亜鉛
めっき材の未塗装耐食性を上記耐塩水噴霧テストで１５
０時間以上合格と安定して向上せしめ得る。
めっき材の未塗装耐食性を上記耐塩水噴霧テストで１５
０時間以上合格と安定して向上せしめ得る。
また、被覆ｉもクロム量として１００■／ｍ′を越える
必要がないので、尚該金属材が着色する問題も生じない
。
必要がないので、尚該金属材が着色する問題も生じない
。
更に、塗装性も非常に改善される。
本発明によるリン酸クロム系被膜とクロミッククロメー
ト系被膜の混合被膜がかかる効果を奏する理由は定かで
はないが、第１表に示す如く、クロミッククロメート被
膜の耐食性は不充分であり、またリン酸クロム系被膜も
高度の未塗装耐食性を付与できず、本発明方法のみが優
れた未塗装耐食性をを付与できることが明白である。
ト系被膜の混合被膜がかかる効果を奏する理由は定かで
はないが、第１表に示す如く、クロミッククロメート被
膜の耐食性は不充分であり、またリン酸クロム系被膜も
高度の未塗装耐食性を付与できず、本発明方法のみが優
れた未塗装耐食性をを付与できることが明白である。
なお、本発明はアルミニウムおよびその合金の表面処理
にも適用できる。
にも適用できる。
次に実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明
する。
する。
実施例 １〜３および比較例１〜３
第２表に示す組成のリン酸クロム系被膜形成処理液とク
ロミッククロメート系被膜形成処理液を使用して、同表
に示す工程順序および処理条件に従って合金化処理した
亜鉛めっき鋼板の表面処理を行う。
ロミッククロメート系被膜形成処理液を使用して、同表
に示す工程順序および処理条件に従って合金化処理した
亜鉛めっき鋼板の表面処理を行う。
処理鋼板の未塗装耐食性テストを行うと共に、処理鋼板
をアクリル系塗料（日本ペイント社製商品名「スーパー
ラックＤＩＦ Ｅ−４１Ｊ）でもって１コート１ベーク
（１６０°Ｃ×２５分）において塗装する（膜厚２８〜
３５μ）。
をアクリル系塗料（日本ペイント社製商品名「スーパー
ラックＤＩＦ Ｅ−４１Ｊ）でもって１コート１ベーク
（１６０°Ｃ×２５分）において塗装する（膜厚２８〜
３５μ）。
得られる塗装鋼板の塗装性能テストを行い、これらのテ
スト結果を第３表に示す。
スト結果を第３表に示す。
実施例 ４および比較例４
第２表に示す組成のリン酸クロム系被膜形成処理液とク
ロミッククロメート系被膜形成処理液を使用して、同表
に示す工程順序および処理条件に従ってアルミニウム合
金材の表面処理を行う。
ロミッククロメート系被膜形成処理液を使用して、同表
に示す工程順序および処理条件に従ってアルミニウム合
金材の表面処理を行う。
処理材の未塗装耐食性テストを行い、その結果を第４表
に示す。
に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム、亜鉛およびそれらの合金材に６価ク
ロムイオン５＝ｓｌ／Ａ’（無水クロム酸として計算）
とリン酸イオン５〜１５０ｇ／ｌ（リン酸として計算）
を主成分とするｐＨ１〜３の処理液を接触せしめて該材
表面上にリン酸クロム系被膜を形成せしめる工程■と、
実質上リン酸イオンを含まず、６価クロムイオン０．５
９／１以上（無水クロム酸として計算）を含有する処理
液を接触せしめて該材表面上にクロミッククロメート系
被膜を形成せしめる工程■の内、まずいずれかの工程を
実施し、その後桟る工程を実施し、次いで水洗すること
なく乾燥を行うことを特徴とするアルミニウム、亜鉛お
よびそれらの合金材の表面処理方法。 ２ アルミニウム、亜鉛およびそれらの合金材にまず工
程■を実施し、その後工程■を実施し、次いで水洗する
ことなく乾燥を行う上記第１項記載の方法。 ３ アルミニウム、亜鉛およびそれらの合金材に、まず
工程■を実施し、その後工程■を実施し、次いで水洗す
ることなく乾燥を行う上記第１項記載の方法。 ４ 工程■の処理液として、フッ素イオンあるいはフッ
素錯イオン０．１〜１０ ｇ／ｌ （フッ化水素として
計算）をも含むものを使用する上記第１項〜第３項のい
ずれかに記載の方法。 ５ 工程■の処理液として、ジルコニウム錯フッ化物０
．１９／１以上をも含むものを使用する上記第１項〜第
３項のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9716977A JPS5817832B2 (ja) | 1977-08-13 | 1977-08-13 | アルミニウム，亜鉛およびそれらの合金材の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9716977A JPS5817832B2 (ja) | 1977-08-13 | 1977-08-13 | アルミニウム，亜鉛およびそれらの合金材の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5431043A JPS5431043A (en) | 1979-03-07 |
| JPS5817832B2 true JPS5817832B2 (ja) | 1983-04-09 |
Family
ID=14185069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9716977A Expired JPS5817832B2 (ja) | 1977-08-13 | 1977-08-13 | アルミニウム，亜鉛およびそれらの合金材の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817832B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1274754A (en) * | 1985-09-06 | 1990-10-02 | Gary A. Reghi | Passivation process and composition for zinc-aluminum alloys |
| JPS6289878A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-24 | Kobe Steel Ltd | 耐蝕性に優れたアルミニウム合金板およびその表面処理方法 |
| KR101265801B1 (ko) * | 2003-12-10 | 2013-05-20 | 니폰 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 크롬염 수용액 및 그의 제조 방법 |
-
1977
- 1977-08-13 JP JP9716977A patent/JPS5817832B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5431043A (en) | 1979-03-07 |
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