JPS63250471A - リン酸亜鉛化成処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は油の付着する金属部品を特にショックアブソー
バ−短時間で脱脂、リン酸亜鉛化成処理を行うリン酸亜
鉛化成処理方法に関する。

［従来の技術］ 従来金属部品例えばショックアブソーバ−のリン酸亜鉛
化成処理方法はアルカリ脱脂工程、水洗工程、リン酸亜
鉛化成処理工程、水洗工程、強制乾燥工程を順次行って
いる。このリン酸亜鉛化成処理方法を効率よく行うため
に種々の提案がなされている。例えばアルカリ脱脂工程
での改良としてアルカリ脱脂液中にアルキルジメチルオ
キサイドを添加し効率を上げる提案がある（時間１１８
６０−１６９５８３号公報）。またリン酸亜鉛化成処理
工程前にチタンおよびピロリン酸イオンを含む表面調整
用水溶液にマグネシウムイオンを含有させる方法が提案
されている（特開昭６０−３９１７０号公報）。さらに
リン酸亜鉛化成処理方法としては亜鉛イオン０．５〜１
．５ａ／文、リン酸イオン５〜３０ｑ／９．、マンガン
イオン０．６〜３ｇ／ｌ、フッ素イオン０．０５ｇ／Ｒ
を主成分とするリン酸亜鉛化成処理液でもって処理する
旨の開示がある（特公昭６１−３６５８８号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ リン酸亜鉛化成処理方法は通常以下の工程で行われてい
る。アルカリ脱脂（コロイドチタン表面調整剤含有、ｐ
）−１９，５〜１０，４の処理液、５０〜７０℃、９０
〜１２０秒、スプレ一方式）、水洗、リン酸亜鉛化成処
理（処理液の酸比８〜１２ポイント、４５〜６０℃、９
０〜１２０秒、スプレ一方式）、水洗、強制乾燥の工程
からなり、アルカリ脱脂工程、リン酸亜鉛化成５１！ｌ
理工程ともに９０秒以上の時間を要して処理を行ってい
る。

アルカリ脱脂液には通常コロイドチタン系のリン酸亜鉛
用表面調整剤が添加されており、この表面調整効果を引
き出すためと、脱脂性をも考慮してｐＨ９，５〜１０．
４の範囲のものが用いられている。

リン酸亜鉛化成処理はスプレー法の方が短時間で皮膜化
成処理がおこなわれるので、亜硝Ｒｍを促進剤として添
加してスプレー法で通常実態されている。またリン酸亜
鉛化成処理液の酸化（全酸度／遊離酸度）は４５〜６０
℃の温度では８〜１２ポイントに維持されている。酸比
は通常高い方が化成性が向上Ｊるが前記酸化の８〜１２
ポイント以上にすると亜鉛イオン等の金属イオンが沈澱
として生成し、処理液組成のバランスをくずすので酸化
を変更することは困難である。よって酸比を上げて処理
時間を短縮することは困難である。

したがってこの化成処理の所要＆ｙ間の短縮について検
討を行った。すなわち上記の処理液組成、処理条件のま
ま所要時間を短縮すると目的とする充分なリン酸亜鉛化
成処理皮膜の形成が達成されない。

本願発明は、リン酸亜鉛化成処理の設備の小型化、仕掛
りのリードタイムの短縮のために短時間処理システムを
検討した結果脱脂、リン酸亜鉛化成処理工程共に１５〜
６０秒以内で良好なリン酸亜鉛皮膜を形成させる処理方
法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のリン酸亜鉛化成処理方法は、脱脂工程、水洗工
程、表面１整工程、リン酸亜鉛化成処理工程、水洗乾燥
工程を順次実施する方法において、該脱脂工程で用いる
脱脂液は、１０〜５Ｃ１／ｊ！の珪酸ナトリウム含有ア
ルカリビルダー、０．１〜５Ｑ／Ｒの有機キレート剤お
よび０．１〜５ｇ／ｌの界面活性剤とを含有しｐＨ１０
，５以上の水溶液であり、該リン酸亜鉛化成処理工程で
用いるリン酸亜鉛化成液には５〜２５　ｐＩ）ｍの３＃
Ｊ鉄イオンを含有することを特徴とする。脱脂工程は、
脱脂液を被処理物に浸漬またはスプレー法により塗布す
る。

上記脱脂液は、珪酸ナトリウム含有アルカリビルダー、
有機キレート剤および界面活性剤を含有する水溶液でｐ
Ｈが１０．５以上のアルカリ性水溶液である。

アルカリビルダーとは水溶液中でアルカリ性を呈する塩
のことで例えば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、
リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素三ナトリウム、ビ
ロリン酸ナトリウム、などが挙げられる。

アルカリビルダーには珪酸ナトリウムを含有することが
脱脂性向上のため必要である。前記珪酸ナトリウムを含
有するアルカリビルダーは１０〜５０Ｑ／ｌ用いる。脱
脂には珪酸ナトリウムを含有するアルカリビルダーが脱
脂作用するため少なくとも１０ｏ／１は必要であり５０
Ｑ／ｆｆｉを越えると脱脂液が不安定となり好ましくな
６Ｘ。

有機キレート剤とはグリコン酸、ニトリロトリ醋酸、ク
エン酸、酒石酸、又はそのアルカリ塩、ＥＤＴＡ、エチ
レンジアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。

有機キレート剤は０．１〜５　Ｑ／９！　、好ましくは
０．３〜４ｇ／交邑脱脂性効率化のために必要であり、
０．１ａ／ｌ未満では被処理物表面に水はじきを生じリ
ン酸亜鉛化成処理後に錆が発生する場合がある。また５
ｇ／ｌを越えると排水処理性を損うこととなるので好ま
しくない。

界面活性剤はノニオン系界面活性剤又アニオン系界面活
性剤および両者の併用も可能である。好ましくはノニオ
ン系界面活性剤であり例えばポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエ
ーテル、脂肪酸多価アルコールエステル、ポリオキシエ
チレン脂肪酸エステルなどが挙げられなかでもポリオキ
シエチレンノニルフェニルエーテルが好ましい。

界面活性剤は０．１〜５９／Ｒ用いる。界面活性剤の邑
がＯ，ＬＱ／１以下では洗浄効果が得られず５ｇ／ｌを
越えると水洗廃水の発泡性が大きくなるので好ましくな
い。

脱脂液のｐＨは１０．５以上であることが必要である。

ｐＨが１０．５未満であると有機キレート剤及び珪酸ナ
トリウムが金属表面に析出して皮膜化成を妨害し、又ｒ
ｎｍ効果が低下するためである。

したがって脱脂液は１０〜５０ｏ／ＭのＩＩ　ｍナトリ
ウム含有アルカリビルダーと有機キレート剤０．１〜５
Ｑ／ｌおよび界面活性剤０．１〜５９／交を含有し、ｐ
Ｈ１０，５以上の水溶液である。

例えば、炭酸ソーダ５〜３０ｇ／文、メタケイ酸ソーダ
２〜１０Ｑ／文、リン酸ソーダ０〜５ｇ７文、オルソケ
イ酸ソーダ０．３〜１０ｇ／ｌ、有機キレート剤０．１
〜５Ｑ／９．、界面活性剤０゜１〜５ｇ／ｌ、ｐＨ１０
，５〜１３．５からなる水溶液で、前記アルカリビルダ
ーの合計量が１０〜５０Ｑ／ｌになる量である。水洗工
程は、通常の水洗工程のようにスプレー法または浸漬水
洗することにより金属表面の脱脂が行われる。

表面調整工程は、次にリン酸亜鉛化成処理を短時間で有
効に行うためにコロイドチタン表面調整剤により常法に
もとづき表面調整処理を行う。従来は脱脂液中に含有さ
せて実施したが短時間で処理するために単独の工程とし
能率向上を図った。

リン酸亜鉛化成処理工程で使用するリン酸亜鉛化或液は
、リン酸亜鉛を主成分としさらに３価の鉄イオンを含有
する。３価の鉄イオンはリン酸亜鉛の液の沈澱平衡ＤＨ
を上昇させエツチング力を増加させると共に、リン酸亜
鉛化成処理皮膜の形成に先立って鋼板表面に析出し、結
晶核として皮膜形成を促進すると考えられる。３価の鉄
イオンは５〜２５ｐｐｍ１好ましくは１０〜２０ｐｐｍ
使用するのが良い。５ｏｏｍ未満では沈澱平衡ｐＨをほ
とんど上昇させない。一方２ｓｐｐｍを越えるとＦｅＰ
Ｏｍ　（リン酸鉄）として沈澱しやすくなるので３価の
鉄イオンとしては安定に保持できず好ましくない。ショ
ックアブソーバ−をこうせしている素材表面はＪ　ｌ５
−Ｇ−３４４５によるＳＴＫＭｌ　１〜１３相当のもの
で、本リン酸亜鉛化成処理にて良くエツチングされるよ
うになり、Ｆｅ　　の溶出量も増加し、本温度、酸化の
範囲で安定化させることが可能になった。３価鉄イオン
は、有機キレート剤をｏ、１〜３ｇ／交含有させること
により多く含有させることができる。有機キレート剤と
しては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、ＥＤＴＡ、グル
コン酸、安息香酸等がある。

有機キレート剤の添加量は余り少ないと添加の効果が弱
（、逆に多過ぎると化成皮膜に影響が出るので、前記添
加量が適当である。またリン酸亜鉛化成処理液には亜硝
酸塩を添加するのが好ましい。

亜珪酸塩は強い酸素酸で鉄を３１ｉＩｌｉの鉄イオンへ
酸化し、発生する水素を酸化により水に変え皮膜形成反
応を早める。

本発明のおけるリン酸亜鉛化成処理を浸漬法で行なうこ
とにより、３価鉄イオンが安定に維持される。

リン酸亜鉛化成処理液には上記以外に他の通常用いられ
る添加剤を加えてもよい。

リン酸亜鉛化成処理液の酸比はリン酸亜鉛の解離平衡で
成り立っているため温度により、解離平衡が変わるので
成分イオン最に大差がなければ温度により決まる。酸比
が１３ポイント未満では化成皮膜の生成がうまくいかず
酸比が１７ポイントを越えると処理液は沈澱を生じて系
の安定化が困難となる。即ち、亜鉛イオンはリン酸亜鉛
化成処理液中で溶解度を越えれば沈澱するが、酸比を上
げるとｐＨが上り沈澱平衡ｐＨに達して亜鉛イオンが沈
澱する。従って液温は４５〜６０℃で酸比が１３〜１７
ポイントでかつ全酸度が２５〜４５ポイントであること
が好ましい。

さらにリン酸亜鉛化成処理後の水洗乾燥工程が温水流ま
たは常温水洗−濶水洗−エアブロー乾燥とすれば工程に
要する時間が短縮でき、黄鋼の防止ができる。

［発明の効果］ 本発明のリン酸亜鉛化成処理方法は、脱脂工程で脱脂液
として界面活性剤と珪酸ナトリウムを含有するアルカリ
ビルダーおよび有機キレート剤を含み水溶液のｐＨが１
０．５以上の処理液を用い表面調整剤のコロイドチタン
表面調整剤を含めないことで脱脂工程の所要時間が短縮
出来る。水洗工程後にリン酸亜鉛化成処理性を゛向上さ
せるコロイドチタン表面調整剤で処理した後、３価の鉄
イオンを含有するリン酸亜鉛化成液で処理することでリ
ン酸亜鉛化成処１５！時間が短縮出来る。即ち、３価の
鉄イオンにより酸比を大きくすることができ、化成処理
時間が短縮できる。さらに亜硝酸イオンの存在下で酸比
が１３〜１７ポイント、化成液の温度が４５〜６０℃で
行うのが好ましく化成処理時間が短縮される。またリン
酸亜鉛化成処理をスプレー法から浸漬法に変更すること
により、鉄イオンの含有量を多く維持することが可能と
なり、これによって化成皮膜の向上が図れる。また化成
処理後の乾燥は強制乾燥でなくエアブロ−乾燥を行なえ
ば黄鋼を生じないリン酸亜鉛化成皮膜が形成できる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を説明する。

（実施例１） 冷間加工されて潤滑油の付着したショックアブソーバ−
材を脱脂液（炭酸ナトリウムＩＯＱ／交、メタ珪酸ナト
リウム７Ｑ／ｌ、リンＭ３ナトリウム２ｇ／９．、オル
ソ珪酸ナトリウム３ａ／文・・・以上アルカリビルダー
、消泡剤１ｇ／交、ポリオキシエチレンノニルフェノー
ルエーテル１ａ／Ｒ・・・界面活性剤、グルコン酸ナト
リウム２ｇ／交・・・有機キレート剤を含有ＰＨ１１，
５）を４６〜５４℃に加熱して３０秒間スプレー脱脂し
、ついでスプレー水洗した後、コロイドチタン表面調整
剤水溶液（プレバレン７日本バー力ライジング株式会社
製１．０ｇ／ｌ）に常温で３秒間浸漬した。つぎにリン
酸亜鉛化成処理液（パルボンドＬ３１４４、日本バー力
ライジング（株）社製８０Ｇ／１促進剤亜硝酸塩６〜８
ポイント、３価鉄イオン５Ｄ　ｌ）ｍ、酸化１３〜１４
ポイント、全酸度２８〜３２ポイント、クエンＷ！１０
．５Ｑ／ｌ添加）温度４８〜５３℃に浸漬処理し、スプ
レー水洗し８０〜１００℃で乾燥した。６０秒の化成処
理時間で錆のない外観良好なリン酸亜鉛化或は皮膜を形
成していた。

（実施例２） リン酸亜鉛化成処理液に３価の鉄イオンを１５ｐｐｍ添
加し酸比を１５〜１７とし、その化成処理法は浸漬にし
た以外は実施例１と同様の方法で行った。その結果４０
秒の化成処理時間で錆の無い外観良好なリン酸塩皮膜が
形成された。

（実施例３） リン酸亜鉛化成処理後の工程をスプレー水洗、スプレー
場洗エアブロー乾燥とした以外は実施例２と同様の方法
で行った。その結果３０秒の化成処理時間で錆の無い外
観良好なリン酸塩皮膜が形成された。

（比較例１） 脱脂液中の有機キレート剤のグルコン酸ナトリウムを除
いた以外は、実施例１と同様の方法で行った。その結果
脱脂水洗後被処理物表面に水はじきを生じ、その後のリ
ン酸亜鉛化成処理後の外観も黄錆を生じていた。

（比較例２） 実施例１の脱脂液をリン酸亜鉛化成処理用脱脂剤である
ファインクリーナー４３２６７Ａ（日本バー力ライジン
グ（株）社製）（珪酸ナトリウムを含まない）３（１／
文、ρｌ−１１０、液温４６〜５４℃で脱脂時間を５０
秒にした以外は実施例１と同様に行った。

その結果リン酸亜鉛化成処理侵も水はじきをした。

（比較例３） 比較例２の脱脂液に有機キレート剤のグルコン酸ナトリ
ウムを２Ｑ／１添加した以外は比較例２と同様の方法で
行った。その結果脱脂性の向上が認められず、またその
後のリン酸亜鉛皮膜重量が低下した皮膜層が薄かった。

（比較例４） 実施例１のリン酸亜鉛化成処理液に３（ｌＩｉの鉄イオ
ンを含まず酸化が１１〜１２に、化成処理時間を９０秒
にした以外は実施例１と同様の方法で行った。結果は良
好な化成皮膜が得られなかった。

（比較例５） 比較例４において３価の鉄イオンを１３ｐｐｍ添加した
以外は比較例４と同様の方法で化成処理を行なった。結
果は良好な化成皮膜が得られなかった。

特許出願人　　　トヨタ自動車株式会社同　　　　　日
本バー力ライジング株式会社代理人　　　　弁理士　大
川　宏 同　　　　　弁理士　丸山明夫

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）脱脂工程、水洗工程、表面調整工程、リン酸亜鉛
   化成処理工程、水洗乾燥工程を順次実施するリン酸亜鉛
   化成処理方法において、 該脱脂工程で用いる脱脂液は、１０〜５０ｇ／ｌの珪酸
   ナトリウム含有アルカリビルダー、０．１〜５ｇ／ｌの
   有機キレート剤および０．１〜５ｇ／ｌの界面活性剤と
   を含有しｐＨ１０．５以上の水溶液であり、該リン酸亜
   鉛化成処理工程で用いるリン酸亜鉛化成液は５〜２５ｐ
   ｐｍの３価鉄イオンを含有するものであり、そのリン酸
   亜鉛化成処理は浸漬法であることを特徴とするリン酸亜
   鉛化成処理方法。
2. （２）前記リン酸亜鉛化成液中に含まれる３価の鉄イオ
   ンは１０〜２０ｐｐｍである特許請求の範囲第１項記載
   のリン酸亜鉛化成処理方法。
3. （３）前記リン酸亜鉛化成液は、全酸度が２５〜４５ポ
   イント酸比が１３〜１７ポイント、温度が４５〜６０℃
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のリン酸亜
   鉛化成処理方法。
4. （４）前記リン酸亜鉛化成液に有機キレート剤が０．１
   〜３ｇ／ｌ含まれる特許請求の範囲第１項、第２項又は
   第３項記載のリン酸亜鉛化成処理方法。
5. （５）水洗乾燥工程は、湯水洗または水、湯水洗後エア
   ブロー乾燥を行う工程である特許請求の範囲第１項、第
   ２項、第３項、又は第４項記載のリン酸亜鉛化成処理方
   法。