JP2003155578A - 鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷延鋼板、亜鉛鋼板のような鉄系基材や亜鉛
系基材に対して好適に適用でき、スラッジの量や環境負
荷となるリン、窒素、重金属の量を減少させることが可
能な鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤を提供する。 【解決手段】 ジルコニウムイオン及び／又はチタニウ
ムイオン、並びに、フッ素イオンを含有してなる鉄及び
／又は亜鉛系基材用化成処理剤であって、上記ジルコニ
ウムイオン及び／又は上記チタニウムイオンの含有量
は、重量基準で、２０〜５００ｐｐｍであり、上記フッ
素イオンの含有量は、上記ジルコニウムイオン及び／又
は上記チタニウムイオンに対して、モル比で、６倍以上
であり、実質的にリン酸イオンを含有せず、ｐＨが２〜
５である鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄及び／又は亜鉛
系基材用化成処理剤、更に詳しくは、冷延鋼板、亜鉛鋼
板のような鉄系基材や亜鉛系基材に対して好適に適用で
き、スラッジの量や環境負荷となるリン、窒素、重金属
の量を減少させることが可能な鉄及び／又は亜鉛系基材
用化成処理剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車車体や部品等の金属成形体は、強
度や軽量化等の観点から、一般的には、冷延鋼板等の鉄
系基材、亜鉛鋼板等の亜鉛系基材、アルミニウム系基材
から製造されているが、これらの金属成形体は、耐食性
や耐磨耗性を向上させるために、通常、表面処理が行わ
れている。

【０００３】この表面処理方法は、一般的に、表面に付
着している油分を除去するための脱脂処理、脱脂後水洗
処理、後工程である化成処理における化成皮膜の形成を
良好に行うための表面調整処理、リン酸亜鉛化成処理、
及び、化成後水洗処理という一連の塗装前処理工程から
なっている。鉄系基材、亜鉛系基材、アルミニウム系基
材による成形体全てに適用することができる化成処理方
法としては、リン酸亜鉛処理剤による化成処理方法が実
用化されている。

【０００４】しかしながら、リン酸亜鉛処理剤による化
成処理方法では、処理剤中にリンや窒素を多量に含むこ
とや、形成される化成皮膜の性能を向上させるために、
ニッケル、マンガン等の重金属を処理剤中に多量に含有
させることにより環境負荷の原因となったり、処理後の
廃棄物としてリン酸亜鉛、リン酸鉄等のスラッジが多量
に発生したり、表面調整処理が必要であったりする。

【０００５】また、リン酸亜鉛以外の処理剤としては、
例えば、特開２０００−２８２２５１号公報において、
ジルコニウムイオン又はチタニウムイオン、リン酸イオ
ン、及び、フッ素イオンを含んでなる酸性皮膜化成処理
剤で化成処理するアルミニウム基材又はアルミニウム合
金基材の塗装方法が提案されているが、ここで使用され
る処理剤は、アルミニウム基材又はアルミニウム合金基
材の電着塗装下地として実用化されているが、冷延鋼
板、亜鉛鋼板のような鉄系基材や亜鉛系基材に対して適
用されていない。

【０００６】従って、鉄系基材や亜鉛系基材に対して好
適に適用でき、リン、窒素、重金属の含有量が少なく、
リン酸亜鉛、リン酸鉄等のスラッジの発生を抑制し、リ
ン酸亜鉛処理による化成処理方法において必要とされる
表面調整処理を行う必要がないような化成処理剤の開発
が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、冷延鋼板、亜鉛鋼板のような鉄系基材や亜鉛系基
材に対して好適に適用でき、スラッジの量や環境負荷と
なるリン、窒素、重金属の量を減少させることが可能な
鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ジルコニウム
イオン及び／又はチタニウムイオン、並びに、フッ素イ
オンを含有してなる鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理
剤であって、上記ジルコニウムイオン及び／又は上記チ
タニウムイオンの含有量は、重量基準で、２０〜５００
ｐｐｍであり、上記フッ素イオンの含有量は、上記ジル
コニウムイオン及び／又は上記チタニウムイオンに対し
て、モル比で、６倍以上であり、実質的にリン酸イオン
を含有せず、ｐＨが２〜５である鉄及び／又は亜鉛系基
材用化成処理剤である。以下、本発明を詳細に説明す
る。

【０００９】本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処
理剤は、ジルコニウムイオン及び／又はチタニウムイオ
ン、並びに、フッ素イオンを含有してなるものである。
上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤により化成処
理される鉄及び／又は亜鉛系基材とは、基材の一部又は
全部が鉄及び／又はその合金からなる鉄系基材、基材の
一部又は全部が亜鉛及び／又はその合金からなる亜鉛系
基材、これらの鉄系基材及び亜鉛系基材からなる基材を
意味する。

【００１０】上記鉄系基材としては、例えば、冷延鋼
板、熱延鋼板等を挙げることができる。上記亜鉛系基材
としては、例えば、亜鉛めっき鋼板、亜鉛−ニッケルめ
っき鋼板、亜鉛−鉄めっき鋼板、亜鉛−クロムめっき鋼
板、亜鉛−アルミニウムめっき鋼板、亜鉛−チタンめっ
き鋼板、亜鉛−マグネシウムめっき鋼板、亜鉛−マンガ
ンめっき鋼板等の亜鉛系の電気めっき、溶融めっき、蒸
着めっき鋼板等の亜鉛又は亜鉛系合金めっき鋼板等を挙
げることができる。なお、本発明の鉄及び／又は亜鉛系
基材用化成処理剤は、上記鉄及び／又は亜鉛系基材だけ
でなく、アルミニウム及び／又はその合金からなるアル
ミニウム系基材を化成処理することも可能である。上記
アルミニウム系基材としては、例えば、５０００番系ア
ルミニウム合金、６０００番系アルミニウム合金等を挙
げることができる。また、上記鉄及び／又は亜鉛系基材
用化成処理剤は、鉄系基材のみ又は亜鉛系基材のみを単
独で化成処理することも可能であるし、鉄系基材と亜鉛
系基材を同時に化成処理することも可能である。更に、
鉄及び／又は亜鉛系基材、並びに、アルミニウム系基材
を同時に化成処理することも可能である。これにより、
例えば、冷延鋼板のような鉄系基材、亜鉛鋼板のような
亜鉛系基材及びアルミニウム系基材を同時に有する自動
車車体等の構造物を本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用
化成処理剤により同時に化成処理することが可能とな
る。

【００１１】上記ジルコニウムイオン及び／又は上記チ
タニウムイオンは、本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用
化成処理剤において、化成皮膜形成成分であり、基材に
これらの成分を含む化成皮膜が形成されることにより、
基材の耐食性や耐磨耗性を向上させることができる。

【００１２】上記ジルコニウムイオン及び／又は上記チ
タニウムイオンの含有量は、重量基準で、２０〜５００
ｐｐｍである。２０ｐｐｍ未満であると、基材に形成さ
れる化成皮膜の皮膜量が小さくなることによって、耐食
性や耐磨耗性が低下するおそれがあり、５００ｐｐｍを
超えると、効率的に化成皮膜が形成されないおそれがあ
る。好ましくは、５０〜３００ｐｐｍである。なお、上
記ジルコニウムイオン及び／又は上記チタニウムイオン
の含有量とは、ジルコニウムイオンとチタニウムイオン
との合計の含有量を意味するものである。本発明の鉄及
び／又は亜鉛系基材用化成処理剤において、好ましい形
態は、ジルコニウムイオンを必須成分として含有するも
のである。

【００１３】上記ジルコニウムイオンの供給源としては
特に限定されず、例えば、Ｋ_２ＺｒＦ _６等のアルカリ金
属フルオロジルコネート、（ＮＨ_４）_２ＺｒＦ_６等のフ
ルオロジルコネート；Ｈ_２ＺｒＦ_６等のフルオロジルコ
ネート酸等の可溶性フルオロジルコネート等；フッ化ジ
ルコニウム；酸化ジルコニウム等を挙げることができ
る。

【００１４】上記チタニウムイオンの供給源としては特
に限定されず、例えば、アルカリ金属フルオロチタネー
ト、（ＮＨ_４）_２ＴｉＦ_６等のフルオロチタネート；Ｈ
_２ＴｉＦ_６等のフルオロチタネート酸等の可溶性フルオ
ロジルコネート等；フッ化チタン；酸化チタン等を挙げ
ることができる。

【００１５】上記フッ素イオンは、本発明の鉄及び／又
は亜鉛系基材用化成処理剤において、基材のエッチング
剤としての役割を果たすものである。上記フッ素イオン
の含有量は、上記ジルコニウムイオン及び／又は上記チ
タニウムイオンに対して、モル比で、６倍以上である。
本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤におい
て、上記フッ素イオンのモル数が上記ジルコニウムイオ
ンと上記チタニウムイオンの合計モル数の６倍以上であ
ることを意味するものである。６倍未満であると、エッ
チングが不充分となって、均一な皮膜を形成することが
できなくなり、塗装後の耐食性が低下するおそれがあ
る。

【００１６】上記フッ素イオンの供給源としては特に限
定されず、例えば、フッ化水素酸、フッ化水素酸塩、フ
ッ化硼素酸等を挙げることができる。なお、上記フッ素
イオンの供給源として、上記ジルコニウムイオンや上記
チタニウムイオンの供給源として挙げたジルコニウム又
はチタンの錯体を用いる場合には、生成するフッ素イオ
ンの量が不充分であるので、上記フッ素化合物を併用す
ることが望ましい。

【００１７】上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤
は、実質的にリン酸イオンを含有しないものである。実
質的にリン酸イオンを含まないとは、リン酸イオンが化
成処理剤中の成分として作用するほど含まれていないこ
とを意味し、具体的には、本発明の鉄及び／又は亜鉛系
基材用化成処理剤において、重量基準で、１０ｐｐｍ未
満であることを意味するものである。実質的にリン酸イ
オンを含む場合には、形成される皮膜中のジルコニウム
及び／又はチタン含有量が少なくなり、耐食性及び耐磨
耗性等の性能が低下するおそれがある。本発明の鉄及び
／又は亜鉛系基材用化成処理剤は、実質的にリン酸イオ
ンを含まないことから、環境負荷の原因となるリンを実
質的に使用することがなく、リン酸亜鉛処理剤を使用す
る場合に発生するリン酸鉄、リン酸亜鉛等のようなスラ
ッジの発生量を抑制することができる。

【００１８】上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤
は、更に、防錆金属を含有することが好ましい。上記鉄
及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤に、上記防錆金属を
更に含有させることにより、塗装後における耐食性や耐
磨耗性等の性能をより向上させることができる。上記防
錆金属としては、例えば、バナジウムイオン、セリウム
イオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、コバルトイ
オン等を挙げることができる。なかでも、バナジウムイ
オンがより好ましい。

【００１９】上記防錆金属の含有量は、上記鉄及び／又
は亜鉛系基材用化成処理剤において、重量基準で、２０
〜１０００ｐｐｍであることが好ましい。２０ｐｐｍ未
満であると、耐食性や耐磨耗性等の性能の向上が望めな
いおそれがあり、１０００ｐｐｍを超えても、それ以上
の効果は望めず、経済的に不利である。より好ましく
は、５０〜５００ｐｐｍである。

【００２０】上記バナジウムイオンの供給源としては特
に限定されず、例えば、バナジウム酸塩、五酸化バナジ
ウム等を挙げることができる。上記セリウムイオンの供
給源としては特に限定されず、例えば、硝酸セリウム、
炭酸セリウム、塩化セリウム等を挙げることができる。

【００２１】上記ニッケルイオンの供給源としては特に
限定されず、例えば、硝酸ニッケル、炭酸ニッケル、塩
化ニッケル、水酸化ニッケル等を挙げることができる。
上記マンガンイオンの供給源としては特に限定されず、
例えば、硝酸マンガン、炭酸マンガン、塩化マンガン等
を挙げることができる。上記コバルトイオンの供給源と
しては特に限定されず、例えば、硝酸コバルト、炭酸コ
バルト、塩化コバルト等を挙げることができる。

【００２２】上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤
は、ｐＨが２〜５である。２未満であると、皮膜の析出
量が小さくなり、耐食性を低下させるおそれがあり、５
を超えると、ジルコニウムイオンやチタニウムイオンが
皮膜を形成せず、処理剤中において析出するおそれがあ
る。好ましくは、２〜４．３であり、より好ましくは、
３．５〜４である。

【００２３】上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤
におけるｐＨの調整は、硝酸、過塩素酸、硫酸、硝酸ナ
トリウム、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、ア
ンモニア等の化成処理に悪影響を与えない酸又は塩基を
用いて行うのが好ましい。例えば、硝酸とアンモニア、
又は、硝酸と水酸化ナトリウムによって調整する方法等
を挙げることができる。硝酸、アンモニア、水酸化ナト
リウムを処理剤中に含有させても、これらは皮膜形成成
分とはならないので、化成処理によって減少する成分で
あるジルコニウムイオン、チタニウムイオン、フッ素イ
オンを補給することによりｐＨを所望の範囲に維持する
ことが可能となる。

【００２４】上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤
において、処理剤中に硝酸イオンを含有させることによ
ってｐＨを調整する場合には、硝酸イオンの含有量は、
重量基準で、１００〜５０００ｐｐｍであることが好ま
しい。１００ｐｐｍ未満であると、処理剤のｐＨを２〜
５に維持できず、良好な皮膜が形成されないおそれがあ
り、５０００ｐｐｍを超えると、効率的に皮膜が形成さ
れないおそれがある。

【００２５】本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処
理剤で、鉄及び／又は亜鉛系基材を化成処理する鉄及び
／又は亜鉛系基材の化成処理方法としては、脱脂処理、
脱脂後水洗処理、化成処理及び化成後水洗処理を行う方
法が好ましい。

【００２６】上記脱脂処理は、基材表面に付着している
油分や汚れを除去するために行われるものであり、無リ
ン・無窒素脱脂洗浄液等の脱脂剤により、通常３０〜５
５℃において数分間程度の浸漬処理がなされる。所望に
より、脱脂処理の前に、予備脱脂処理を行うことも可能
である。上記脱脂後水洗処理は、脱脂処理後の脱脂剤を
水洗するために、大量の水洗水によって１回又はそれ以
上でスプレー処理により行われるものである。

【００２７】上記化成処理は、本発明の鉄及び／又は亜
鉛系基材用化成処理剤で、基材を化成処理することによ
り、基材表面に化成皮膜を形成させ、耐食性や耐磨耗性
を付与するものである。処理方法としては、浸漬法、ス
プレー法等を挙げることができる。

【００２８】上記化成処理において、上記鉄及び／又は
亜鉛系基材用化成処理剤の温度は、３０〜６０℃である
ことが好ましく、３５〜４５℃であることがより好まし
い。３０℃未満であると、形成される皮膜量が小さくな
り、耐食性が低下するおそれがあり、６０℃を超える
と、皮膜形成における効率が悪いおそれがある。

【００２９】上記化成処理において、上記鉄及び／又は
亜鉛系基材用化成処理剤の処理時間は、３０秒〜２０分
であることが好ましく、６０秒〜５分であることがより
好ましい。３０秒未満であると、形成される皮膜量が充
分でなく、耐食性や耐磨耗性が低下するおそれがあり、
２０分を超えると、皮膜形成における効率が悪いおそれ
がある。

【００３０】上記化成後水洗処理は、その後の電着塗装
後の塗膜外観等に悪影響を及ぼさないようにするため
に、１回又はそれ以上により行われるものである。この
場合、最終の水洗は、純水で行われることが適当であ
る。この脱脂後水洗処理においては、スプレー水洗又は
浸漬水洗のどちらでもよく、これらの方法を組み合わせ
て水洗することもできる。上記化成後水洗処理の後は、
公知の方法に従って、必要に応じて乾燥され、その後、
電着塗装を行うことができる。

【００３１】本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処
理剤で、鉄及び／又は亜鉛系基材を化成処理する化成処
理方法は、従来より実用化されているリン酸亜鉛化成処
理剤を用いて処理する方法において、必要となっている
表面調整処理を行わなくてもよいため、より効率的に基
材の化成処理を行うことが可能となる。

【００３２】上記鉄及び／又は亜鉛系基材の化成処理方
法により形成される皮膜量は、冷延鋼板等の鉄系基材の
場合には、１５〜４５ｍｇ／ｍ^２であることが好まし
く、２０〜４０ｍｇ／ｍ^２であることがより好ましい。
１５ｍｇ／ｍ^２未満であると、皮膜量が小さいために、
耐食性や耐磨耗性が低下するおそれがあり、４５ｍｇ／
ｍ ^２を超えると、密着性が不充分になるおそれがある。

【００３３】上記鉄及び／又は亜鉛系基材の化成処理方
法により形成される皮膜量は、亜鉛鋼板等の亜鉛系基材
の場合には、１５〜７０ｍｇ／ｍ^２であることが好まし
く、２０〜６０ｍｇ／ｍ^２であることがより好ましい。
１５ｍｇ／ｍ^２未満であると、皮膜量が小さいために、
耐食性や耐磨耗性が低下するおそれがあり、７０ｍｇ／
ｍ^２を超えると、密着性が不充分になるおそれがある。
なお、皮膜量とは、上記鉄及び／又は亜鉛系基材用化成
処理剤により形成される皮膜中のジルコニウムとチタン
の合計量を意味するものであり、例えば、蛍光Ｘ線によ
り分析することができる。

【００３４】上記鉄及び／又は亜鉛系基材の化成処理方
法により形成される皮膜量は、上記化成処理において、
処理時間を長くすることによって、及び／又は、処理温
度高くすることによって、基材への皮膜量を大きくする
ことが可能である。これにより、処理時間及び／又は処
理温度を調整することによって所望の皮膜量を基材上に
形成することができ、耐食性や耐磨耗性等の性能を向上
させることが可能となる。

【００３５】本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処
理剤は、ジルコニウムイオン及び／又はチタニウムイオ
ンの含有量を特定範囲とし、フッ素イオンをジルコニウ
ムイオン及び／又はチタニウムイオンに対してモル比で
特定値以上とし、処理剤のｐＨを特定範囲とし、更に、
処理剤中に実質的にリン酸イオンを含まないものとする
ことによって、塗装後に得られる基材に対して所望の耐
食性や耐磨耗性等の性能を付与することができる。これ
により、自動車車体等に用いられている冷延鋼板や亜鉛
鋼板のような鉄及び／又は亜鉛系基材を化成処理し、基
材に耐食性や耐磨耗性を好適に付与することが可能とな
り、また、従来から実用化されているリン酸亜鉛処理剤
による化成処理に比べて、リン酸亜鉛やリン酸鉄等のス
ラッジ、環境負荷となるリンや重金属の量を減少させる
ことが可能となる。更に、本発明の鉄及び／又は亜鉛系
基材用化成処理剤で、鉄及び／又は亜鉛系基材を化成処
理する化成処理方法は、リン酸亜鉛による化成処理で必
要な表面調整処理を行わなくてもよいことから、より効
率的に化成処理を行うことが可能となる。

【００３６】

【実施例】以下に本発明を実施例により更に具体的に説
明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。また実施例中、「部」は特に断りのない限
り「重量部」を意味する。

【００３７】実施例１〜６ 市販の冷延鋼板；ＳＰＣＣ−ＳＤ（日本テストパネル社
製、７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８ｍｍ）に、下記の条
件で、塗装前処理を施した。 （１）塗装前処理 脱脂処理：２重量％「サーフクリーナーＥＣ９２」（日
本ペイント社製脱脂剤）で４０℃、２分間浸漬処理し
た。 脱脂後水洗処理：水道水で３０秒間スプレー処理した。 化成処理：ジルコンフッ化水素酸、フッ化水素酸、硝酸
を用いて、ジルコニウムイオン１００ｐｐｍ、フッ素イ
オン１２５ｐｐｍ、硝酸イオン１０００ｐｐｍとし、ア
ンモニアを用いてｐＨが４である鉄及び／又は亜鉛系基
材用化成処理剤を調製した。調製した鉄及び／又は亜鉛
系基材用化成処理剤の温度を４０℃とし、浸漬処理し
た。処理時間（浸漬時間）を変化させることによって、
皮膜量の調整を行った。処理時間とジルコニウムの皮膜
量の関係を表１に示した。 化成後水洗処理：水道水で３０秒間スプレー処理した。 純水水洗処理：純水による流水洗、３０秒間スプレー処
理した。 乾燥処理：水洗処理後の冷延鋼板を電気乾燥炉におい
て、８０℃で１０分間乾燥した。なお、皮膜量は、「Ｘ
ＲＦ１７００」（島津製作所社製蛍光Ｘ線分析装置）を
用いて、ジルコニウムの付着量として分析した。

【００３８】

【表１】

【００３９】（２）電着塗装 上記塗装前処理（１）を行って、表２に示す皮膜量に調
整した冷延鋼板を「パワーニクス１１０」（日本ペイン
ト社製カチオン電着塗料）を用いて乾燥膜厚２０μｍに
なるように電着塗装し、水洗後、１７０℃で２０分間加
熱して焼き付けを行った。

【００４０】（３）中塗り、上塗り塗装 上記塗装前処理（１）及び上記電着塗装（２）を行った
冷延鋼板を、更に「ＯＰ−２」（日本ペイント社製中塗
り塗料）を用いて乾燥膜厚３５μｍになるように、スプ
レー塗装により塗装し、１４０℃で２０分間加熱して焼
き付けを行って中塗り塗膜を形成した。次いで、中塗り
塗膜上に「ＯＰ−０５８」（日本ペイント社製上塗り塗
料）を用いて乾燥膜厚３５μｍになるように、スプレー
塗装により塗装し、１４０℃で２０分間加熱して焼き付
けを行って上塗り塗膜を形成した。

【００４１】上記塗装前処理（１）と上記電着塗装
（２）を行った冷延鋼板、又は、更に上記中塗り、上塗
り塗装（３）を行った冷延鋼板について、下記項目につ
いて評価し、評価結果を表２に示した。

【００４２】耐水二次密着性試験 上記塗装前処理（１）、上記電着塗装（２）及び上記中
塗り、上塗り塗装（３）を行った冷延鋼板を４０℃の純
水に２４０時間浸漬した後、鋭利なカッターで２ｍｍ間
隔の碁盤目（１００個）を形成し、その面に粘着テープ
を貼り付けた後、そのテープを剥離して、冷延鋼板から
剥がれた碁盤目の数を測定した。塩水浸漬試験 上記塗装前処理（１）及び上記電着塗装（２）を行った
冷延鋼板に、素地まで達する縦平行カットを２本入れた
後、５％ＮａＣｌ水溶液中において、５０℃で８４０時
間浸漬した。その後、カット部に粘着テープを貼り付け
た後、そのテープを剥離して、カット部からの両側の塗
膜剥がれ幅（最大）を測定した。塩水噴霧試験（ＳＳＴ） 上記塗装前処理（１）及び上記電着塗装（２）を行った
冷延鋼板について、ＪＩＳ Ｃ００２３に基づいて評価
した。塩水噴霧サイクル試験 上記塗装前処理（１）、上記電着塗装（２）及び上記中
塗り、上塗り塗装（３）を行った冷延鋼板について、Ｊ
ＩＳ Ｃ００２４ 厳しさ６に基づいて評価した。

【００４３】実施例７ 上記塗装前処理（１）における化成処理において、チタ
ンフッ化水素酸、フッ化水素酸、硝酸を用いて、チタニ
ウムイオン１００ｐｐｍ、フッ素イオン２４０ｐｐｍ、
硝酸イオン１０００ｐｐｍとし、アンモニアを用いてｐ
Ｈが４である鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤を調
製し、化成処理剤の温度を５０℃とし、処理時間を１２
０秒間として、チタンの皮膜量３０ｍｇ／ｍ^２の皮膜を
得た以外は、実施例１と同様に行った。評価結果を表２
に示した。なお、処理時間とチタンの皮膜量の関係は測
定しなかった。

【００４４】比較例１ 上記塗装前処理（１）における脱脂後水洗処理の後、
「サーフファイン５Ｎ−８Ｒ」（日本ペイント社製表面
調整剤）を用いて、室温で３０秒間表面調整処理を行
い、化成処理において、「サーフダインＳＤ−６３５０
（日本ペイント社製リン酸亜鉛処理剤）」を用いて、温
度３５℃で２分間浸漬処理した以外は、実施例１と同様
に行った。評価結果を表２に示した。

【００４５】比較例２ 上記塗装前処理（１）において、脱脂処理及び脱脂後水
洗処理のみ行った以外は、実施例１と同様に行った。評
価結果を表２に示した。

【００４６】

【表２】

【００４７】実施例８〜１４ 市販の冷延鋼板に代えて、溶融亜鉛めっき鋼板（めっき
付着量；４５ｇ／ｍ^２、７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８
ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同様に行った。処理時
間と皮膜量の関係を表３に示した。表４に示した皮膜量
に調整したものについての評価結果を表４に示した。な
お、塩水噴霧試験（ＳＳＴ）は、行わなかった。

【００４８】実施例１５ 市販の冷延鋼板に代えて、溶融亜鉛めっき鋼板（めっき
付着量；４５ｇ／ｍ^２、７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８
ｍｍ）を用い、化成処理剤の温度を４０℃とし、処理時
間を６０秒間として、チタンの皮膜量４０ｍｇ／ｍ^２の
皮膜を得た以外は実施例７と同様に行った。評価結果を
表４に示した。

【００４９】比較例３ 市販の冷延鋼板に代えて、溶融亜鉛めっき鋼板（めっき
付着量；４５ｇ／ｍ^２、７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８
ｍｍ）を用いた以外は比較例１と同様に行った。評価結
果を表４に示した。

【００５０】比較例４ 市販の冷延鋼板に代えて、溶融亜鉛めっき鋼板（めっき
付着量；４５ｇ／ｍ^２、７０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．８
ｍｍ）を用いた以外は比較例２と同様に行った。評価結
果を表４に示した。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【表４】

【００５３】表１、表３より、冷延鋼板、溶融亜鉛めっ
き鋼板において、化成処理における処理時間を変化させ
ることによって、所望の皮膜量を得ることができること
が明らかとなった。表２より、冷延鋼板については、評
価結果からリン酸亜鉛処理剤と同様に、充分に実用化可
能な耐食性を示すことが判り、特に、ジルコニウムによ
り形成された皮膜の皮膜量が２０〜４０ｍｇ／ｍ^２であ
る場合には、リン酸亜鉛処理剤よりも優れた耐食性を示
すことが明らかとなった。また、表４より、溶融亜鉛め
っき鋼板についても、充分に実用化可能な耐食性を示す
ことが判り、特に、ジルコニウムにより形成された皮膜
の皮膜量が２０〜６０ｍｇ／ｍ^２である場合には、リン
酸亜鉛処理剤よりも優れた耐食性を示すことが明らかと
なった。

【００５４】

【発明の効果】本発明の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成
処理剤は、上述した構成よりなるので、従来のリン酸亜
鉛処理剤と同様に、自動車車体等に用いられている冷延
鋼板、亜鉛鋼板のような鉄系基材や亜鉛系基材に良好な
化成皮膜を形成することができ、耐食性や耐磨耗性に優
れるものであり、また、リン酸亜鉛処理剤に比べて、ス
ラッジの量や環境負荷となるリン、窒素、重金属の量を
減少させることができるものでもある。更に、本発明の
鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤で、鉄及び／又は
亜鉛系基材を化成処理する場合には、リン酸亜鉛処理剤
による化成処理で必要な表面調整処理を行わなくてもよ
いことから、より効率的に化成処理を行うことが可能と
なる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 栄作 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 吉田 文也 大阪府池田市ダイハツ町１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 白石 正司 東京都品川区南品川４丁目１番15号 日本 ペイント株式会社内 (72)発明者 千原 裕史 東京都品川区南品川４丁目１番15号 日本 ペイント株式会社内 Ｆターム(参考） 4K026 AA02 AA07 AA11 BB07 BB08 BB10 CA13 CA18 CA28 DA03 DA06 DA11 DA12 DA13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジルコニウムイオン及び／又はチタニウ
   ムイオン、並びに、フッ素イオンを含有してなる鉄及び
   ／又は亜鉛系基材用化成処理剤であって、前記ジルコニ
   ウムイオン及び／又は前記チタニウムイオンの含有量
   は、重量基準で、２０〜５００ｐｐｍであり、前記フッ
   素イオンの含有量は、前記ジルコニウムイオン及び／又
   は前記チタニウムイオンに対して、モル比で、６倍以上
   であり、実質的にリン酸イオンを含有せず、ｐＨが２〜
   ５であることを特徴とする鉄及び／又は亜鉛系基材用化
   成処理剤。
2. 【請求項２】 更に、防錆金属を含有する請求項１記載
   の鉄及び／又は亜鉛系基材用化成処理剤。