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JP3139795B2 - 複合皮膜形成用金属表面処理剤 - Google Patents

複合皮膜形成用金属表面処理剤

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JP3139795B2
JP3139795B2 JP03308227A JP30822791A JP3139795B2 JP 3139795 B2 JP3139795 B2 JP 3139795B2 JP 03308227 A JP03308227 A JP 03308227A JP 30822791 A JP30822791 A JP 30822791A JP 3139795 B2 JP3139795 B2 JP 3139795B2
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phosphate
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良治 森田
均 石井
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Nihon Parkerizing Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄、亜鉛、アルミニウ
ム等の金属表面の耐食性に優れ、かつ塗装下地としても
優れた複合皮膜を形成させる新規な表面処理剤に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、自動車ボデーや建材のような塗装
物は、従来にもまして、高度な耐食性が要求されてい
る。従来、金属の表面処理として、リン酸塩処理やクロ
メート処理等が行われているが、従来の金属表面処理剤
は高度な耐食性や塗膜密着性を必ずしも十分満足するも
のではない。
【０００３】通常、鉄、亜鉛、アルミニウム等の金属表
面に塗料、接着剤等の有機皮膜を塗布する場合、前処理
として金属表面にりん塩皮膜を形成させる方法は公知で
ある。リン酸塩皮膜を金属表面に形成させた後、塗料に
代表される有機皮膜を塗布すれば、耐食性、塗膜密着性
が向上する。さらに耐食性を求める場合は、リン酸塩処
理後クロム酸シーリング等による後処理を行った後又は
プライマー塗料を塗布後塗装される。しかしながらクロ
酸シーリング等の後処理の効果は小さく、又プライマー
塗料の塗布は塗装性能を向上させるが、塗布工程の増加
により著しく作業性を劣化させる。
【０００４】現在、自動車ボデーや建材のような塗装物
は、プライマー塗装が必須なものとなる。自動車ボデー
の場合リン酸亜鉛皮膜を金属表面に生成させた後、水系
塗料に浸漬して電着塗装が行われる。この塗装は一種の
プライマー塗装であり、塗装面の耐食性の向上させるこ
と及び上塗り塗装を施し難い自動車ボデーの内面等の耐
食性を確保することを目的とする。建材も同様で、耐食
性向上を目的とし上塗り塗装前にプライマー塗装が施さ
れる。
【０００５】塗装工程における作業性向上及びコスト低
減を目的として工程短縮が要求されているが、いまだそ
の目的対応し得る技術は開発されていない。すなわちリ
ン酸塩皮膜だけでは耐食性が乏しく、塗装のみでは耐食
性や塗装密着性で要求を満たさない。同様に、高度な耐
食性を要求される場合においては、リン酸塩皮膜とさら
にプライマー塗装が不可欠ある。このため塗装コストが
高くなりかつ作業面積を多くとるといった課題を有して
おり高度な耐食性や塗装密着性を有する金属表面処理剤
が要求され、またプライマー塗装が省略できる表面処理
剤も要望されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題への
対応手段として、鉄、亜鉛、アルミニウム等のリン酸塩
皮膜処理できうる金属（以下金属という）に、高度な耐
食性及び塗膜密着性を付与できる金属表面処理剤及び、
現状の耐食性水準を維持してプライマー塗装が省略でき
る金属表面処理剤をも提供することを目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の問題点を解決する
ために検討を重ねた結果、特定な性質を有する有機高分
子化合物又はその塩を含むリン酸塩処理液にて皮膜形成
させると、高度な耐食性及び塗装密着性が得られること
を見いだし本発明を完成した。
【０００８】すなはち、陽イオン性窒素原子を一個以上
含み、分子量が１０００〜１００００００である陽イオ
ン性有機高分子化合物又はその塩を含有するリン酸塩表
面処理液からなることを特徴とする複合皮膜形成用金属
表面処理剤で金属表面を処理することによって上述した
優れた性能を有する複合皮膜を形成できる。なお本発明
での複合皮膜とは、リン酸塩の結晶と結晶の粒界に陽イ
オン性有機化合物又はその塩からなる樹脂が入り込み、
リン酸塩の結晶と樹脂が複合物を形成した状態の皮膜で
ある。
【０００９】本発明の表面処理剤とはリン酸塩処理液に
陽イオン性有機高分子化合物又はその塩を溶解又は安定
分散したものである。リン酸塩処理液とは、鉄、亜鉛、
アルミニウム等の金属表面にそれぞれ又はそれらの金属
の２種以上を同時に、リン酸塩皮膜を形成しうる表面処
理液であって通常亜鉛イオン、リン酸イオンが必須成分
であり、必要に応じて硝酸イオン、ニッケルイオン、マ
ンガンイオン、カルシウムイオン等の金属イオンフッ化
物、各種酸化剤等が添加されたものである。但し本発明
において特に限定するものでなく、公知のリン酸塩処理
液であれば良い。
【００１０】陽イオン性有機高分子化合物とは、陽イオ
ン性窒素原子を一個以上含み、分子量が１０００〜１０
０００００のものであって、エポキシ系樹脂、ポリブタ
ジエン系樹脂、アクリル系樹脂、無水マレイン化樹脂か
らなる群から選ばれる１種又は２種以上の樹脂骨格を有
し、これらの樹脂にイオン性窒素を含む基を導入した有
機高分子化合物である。
【００１１】陽イオン性有機高分子化合物塩とは上述し
た陽イオン性有機高分子化合物のリン酸塩、硝酸塩、硫
酸塩等の無機酸塩又は酢酸塩、プロピオン酸塩、グリコ
ン酸塩等の有機酸塩である。これらの陽イオン性有機高
分子化合物又はその塩は一種又は二種以上で使用されて
もかまわない。分子量が１０００未満では耐食性向上効
果が乏しく、１００００００以上ではリン酸亜鉛浴への
溶解又は安定分散が困難となる。
【００１２】さらに、必要に応じて顔料等の塗料添加物
や他種の樹脂、活性剤等の添加を拒むものではない。本
発明の金属表面処理方法としては、スプレー又は浸漬に
よる化成処理及び電解処理の何れの方法も可能であり、
本発明処理剤は処理方法は限定されるものではない。
【００１３】
【作用】リン酸塩皮膜は公知のごとく、被処理金属の溶
出により金属界面におけるリン酸塩処理液のｐＨが上昇
することによって折出形成される。また陽イオン性有機
高分子化合物は陽イオン性で水中に溶解又は分散してい
るため、ｐＨ上昇は陽イオン性有機高分子化合物の溶解
性又は分散性を低下させ折出を促すのである。このため
本発明の表面処理剤で金属を処理すると、リン酸塩と有
機高分子化合物が同時に折出して複合皮膜が形成される
のである。
【００１４】リン酸塩皮膜はポーラスであり皮膜のみで
は耐食性への寄与は比較的小さい。本発明の表面処理剤
にて形成した複合皮膜が耐食性が良好なのは、有機高分
子化合物がリン酸塩皮膜のポーラス性をカバーするから
である。更に本発明の表面処理剤で形成された皮膜は、
リン酸亜鉛皮膜が有機高分子に保護されるため、例えば
塗装時にリン酸塩皮膜を塗料中に一部溶解し塗料密着を
劣化する現象を防止でき、あるいはリン酸塩皮膜処理工
程後次の塗装工程までの中間工程における錆発生を防止
できる等の作用がある
【００１５】なお本発明は、陽イオン性有機高分子化合
物又はその塩を含有するリン酸塩処理液を用いることに
特徴がある。例えば、リン酸塩処理液で金属表面処理し
た後に、陽イオン性有機高分子化合物又はその塩を含む
溶液で処理しても効果がない。これは複合皮膜が形成さ
れずにリン酸塩処理皮膜の上に樹脂皮膜が覆うにすぎ
ず、皮膜が剥離しやすく強固でないからである。また、
本発明の複合皮膜により高度の耐食性及び塗膜密着性が
保持されることは実施例でも示す従来より苛酷な試験方
法により確認される。
【００１６】陽イオン性有機高分子化合物の替わりにア
ニオン性有機高分子化合物またはノニオン性有機高分子
化合物を用いたのでは、ｐＨの上昇によって折出させ皮
膜を形成するのは困難である。
【００１７】
【実施例】次に実施例を示し本発明の効果を詳述する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
く、通常のリン酸塩塗装前処理及び通常の塗装システム
の一例として示したものである。
【００１８】（供試板） 冷延鋼板 電気めっき鋼板（亜鉛目付け２０ｇ／ｍ2） アルミニウム板（ＪＩＳ−５０５２）
【００１９】（供試表面処理剤）実施例に用いた陽イオ
ン性有機高分子化合物並びに比較例に用いた高分子化合
物を表１に示す。有機高分子化合物を除くリン酸塩表面
処理液は代表的なものとしてパルボンドＬ３０２０（日
本パーカライジング社製）の自動車用表面処理剤からな
るリン酸塩表面処理液を用いた。
【００２０】（処理方法） １）脱脂 ファインクリーナーＬ４４６０（日本パーカライジング
社製）の２％液４２℃１２０秒スプレー ２）水洗 常温 ３０秒 スプレー ３）表面調整 パーコレンＺＮ（日本パーカライジング社製）の０．１
％液 常温 ２０秒 スプレー 実施例、比較例共１）〜３）の前処理をおこなった。 ４）本発明表面処理 本発明表面処理剤、比較例における表面処理剤共に下記
条件で処理した。 ４２℃ １２０秒 浸漬 ５）水洗 常温 ３０秒 スプレー ６）脱イオン水洗（電導度；０．２μｓ／ｃｍ） 常温 ２０秒 スプレー 実施例、比較例共に同様に行った。
【００２１】（塗装）実施例、比較例共に同様に以下の
工程で塗装した。 １）プライマー塗装 電着塗装（エレクロン９４１０；関西ペイント社製） 膜厚２０μｍ 焼付け１７５℃ ３０分 ２）中塗り塗装 ＫＰＸ３６（関西ペイント社製） 膜厚３０μｍ 焼付け１４０℃ ３０分 ３）上塗り塗装 ルーガベークＢ５３１（関西ペイント社製） 膜厚４０μｍ 焼付け１４０℃ ３０分
【００２２】（性能評価） １）耐水二次密着性 塗装板を４０℃脱イオン水に２４０時間浸漬後、鋭利な
カッターで素地に達するように２ｍｍ角のゴバン目を１
００個切り、セロテープ剥離を行っ た後のゴバン
目剥離個数を評価した。剥離個数の少ない程良好。 ２）複合サイクルテスト 塗装板に鋭利なカッターで素地に達するするようにクロ
ススクラッチを入れ、下記Ｔ1→Ｔ2のサイクルを１４サ
イクル繰り返し、試験後のクロススクラッチからの片側
最大塗膜膨れ幅を測定し評価した。 Ｔ1；塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ２３７１）：２４時間 Ｔ2；湿潤試験（５０℃、７０％ＲＨ）：２１６時間
【００２３】
【表１】
【００２４】（実施例）冷延鋼板を用いて評価した結果
を表２に示す。電気亜鉛めっき鋼板を用いて評価した結
果をを表３に示す。
【００２５】（比較例）本発明品以外の有機高分子化合
物を使用した場合又は陽イオン有機高分子か使用しなか
った場合の例を実施例と同様に処理し評価した。
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
【発明の効果】表２、３、４はそれぞれ冷延鋼板、電気
亜鉛めっき鋼板、アンモニウム板に表面処理を行った皮
膜の塗膜密着性及び耐食性を比較例とともに示したもの
である。 本発明の複合皮膜形成用金属表面処理剤で処
理したものは、耐食性、塗膜密着性がリン酸塩処理に比
べ著しく向上するのが解る。さらにプライマー塗装を省
略した場合においても本発明は、リン酸塩皮膜にプライ
マー塗装をしたものと同等に近い性能を示す。本発明に
含まれない有機高分子化合物を用いた場合、全く効果が
ないか逆に性能を劣化させることが解る。この様に本発
明の複合皮膜形成用金属表面処理剤は耐食性及び塗膜密
着性を向上させ、さらにプライマー塗装の省略を可能と
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−177379（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−177381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−177473（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 22/00 - 22/86 C09D 5/00 C09D 5/08 C09D 133/06 C09D 163/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】陽イオン性窒素原子を一個以上含み、分子
    量が１０００〜１００００００であるエポキシ系樹脂、
    ポリブタジエン系樹脂、アクリル系樹脂及び無水マレイ
    ン化樹脂からなる群から選ばれる１種又は２種以上の樹
    脂骨格を有する陽イオン性有機高分子化合物又はその塩
    を含有するリン酸塩表面処理液からなることを特徴とす
    る複合皮膜形成用金属表面処理剤。
JP03308227A 1991-10-29 1991-10-29 複合皮膜形成用金属表面処理剤 Expired - Lifetime JP3139795B2 (ja)

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