JP2003500547A - リン酸塩処理された金属表面の後不動態化方法 - Google Patents

リン酸塩処理された金属表面の後不動態化方法

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Abstract

(57)【要約】 リン酸塩処理された金属表面をニッケルイオン５０〜５００ｍｇ／Ｌ及びリン酸イオン２００〜１５００ｍｇ／Ｌを含有する後不動態化水溶液で処理することを特徴とする、リン酸塩処理された金属表面の後不動態化方法。生じる、該後不動態化溶液の構成成分を含有する水洗水をナノ濾過又は逆浸透によって処理し、保持液をリン酸塩処理浴中に移行させることによってＮｉ循環路を閉回路にすることができる。該後不動態化溶液は好ましくはさらにリン酸塩処理促進剤を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明はリン酸塩処理された金属表面の後不動態化方法に関し、したがって、
一般的には金属のリン酸塩処理の分野に入る。この方法はリン酸塩処理し得る金
属表面、例えば、鋼、亜鉛メッキ鋼もしくは亜鉛合金メッキ鋼、アルミニウム、
アルミメッキ鋼もしくはアルミ合金メッキ鋼から作製した表面を処理するのに用
いることができる。本方法の好ましい態様は、後不動態化溶液オーバーフローか
ら又は後不動態化の後の水洗水から、２価金属イオン、リン酸イオン等の活性成
分を膜濾過（ナノ濾過、逆浸透）によって濃縮し、前記リン酸塩処理溶液中に移
行させることを意図している。
【０００２】 本発明の後不動態化方法に先行するリン酸塩処理は層形成性又は層非形成性リ
ン酸塩処理として行うことができる。リン酸鉄処理としても知られる層非形成性
リン酸塩処理の場合には、リン酸塩処理溶液は、形成されつつある一般にＸ線的
非晶質のリン酸塩層及び酸化物層中に取り込まれるカチオンを含有しない。その
代わりに、層非形成性リン酸塩処理によって生じる金属表面上の保護層は金属表
面それ自体に由来するカチオンのみを含有する。このタイプの層非形成性リン酸
塩処理方法は先行技術として、例えばＤＥ−Ａ−４４１７９６５において公知で
ある。
【０００３】 層非形成性リン酸塩処理は耐食性について過度に厳しい要件は課されていない
金属物品の塗装(lacquer coating)に先立つ前処理として用いるのが適当である
。その例としては、冷蔵庫、洗濯機等の家電製品を初めとして、農業用機械、及
び鋼製装置部品が挙げられる。
【０００４】 層形成性リン酸塩処理は腐食保護性能についてより高い要求がなされる金属物
品、例えば自動車車体の塗装前処理として一般に用いられる。この態様において
は、一般に結晶質金属リン酸塩層を析出させる。層形成性リン酸塩処理のための
処理溶液はリン酸塩層中に取り込ませるカチオンを含有する。特定の例は亜鉛イ
オン及びマンガン及び／又はニッケルイオンである。
【０００５】 金属の層形成性リン酸塩処理の目的は、金属表面上に、それら自身で耐食性を
改善する、強く密着する金属リン酸塩層を生じさせ、有機塗膜と共に、腐食に晒
されたときの密着性及び耐クリーページ性(resistance to creepage)の実質的増
加に貢献することである。かかるリン酸塩処理方法は当業界においてずっと前か
ら知られていた。リン酸塩処理溶液が比較的低い、例えば０．５〜２ｇ／Ｌの亜
鉛イオン含量を有する低亜鉛リン酸塩処理方法が塗装に先立つ前処理のために特
に適している。低亜鉛リン酸塩処理浴の必須のパラメーターはリン酸イオン／亜
鉛イオンの重量比であり、通常１２より大で３０までの範囲である。
【０００６】 リン酸塩処理浴中に亜鉛以外の多価カチオンをも使用することによって、はっ
きりと改良された腐食保護性能及び塗膜密着性を有するリン酸塩層を形成するこ
とができることが見出されている。例えば０．５〜１．５ｇ／Ｌのマンガンイオ
ン及び例えば０．３〜２．０ｇ／Ｌのニッケルイオンを添加した、例えば低亜鉛
方法が塗装、例えば自動車車体の陰極電着塗装のための金属表面を用意するため
のいわゆるトリカチオン方法として広く使用されている。
【０００７】 リン酸塩処理に先立って、特に層形成性リン酸塩処理に先立って、自動車車体
等の金属物品は一般に清浄化し、通常リン酸チタンコロイド粒子を含有する活性
化浴で活性化する。この清浄化の後でかつこの活性化もしくはリン酸塩処理の前
に金属物品は通常水洗する。リン酸塩処理段階の後一般に後不動態化を行うが、
この処理の目的はリン酸塩処理によって得られる腐食保護性能をさらに改良する
ことである。しかしながら、クロム酸塩含有後不動態化溶液の使用は環境保護及
び産業上の安全性の観点から問題である。したがって、リン酸塩処理金属表面の
後処理のための後不動態化溶液であってクロム酸塩含有溶液の欠点を示さない後
不動態化溶液を見出す試みが払底することはなかった。実際問題として、現在用
いられている後不動態化溶液は活性成分としてポリビニルフェノール化合物、ヘ
キサフルオロチタン酸塩もしくはヘキサフルオロジルコン酸塩及び／又は銅イオ
ンを含有するものである。このように後不動態化溶液はリン酸塩処理溶液には用
いられない活性成分を一般に含有する。したがって、実際問題として、後不動態
化溶液の成分がリン酸塩処理溶液中に飛沫同伴しないように注意することが必要
である。
【０００８】 リン酸塩層の後不動態化のためにニッケル含有溶液を用いることはＤＥ−Ａ−
３４００３３９から公知である。ここで用いられるニッケル塩は好ましくは酢酸
塩である。しかしながら、酢酸イオンはリン酸塩処理溶液中に飛沫同伴させるべ
きでない。というのは一旦そこに入ると、それらは酢酸になり酷い臭気の問題を
引き起こすからである。
【０００９】 対照的に、本発明の目的はリン酸塩処理溶液にも用いられる活性成分のみを含
有する後不動態化溶液を提供することである。これは総合的リン酸塩処理方法で
使用される活性物質を最小限にし、水の消費を制限する広い目的の一面である。
【００１０】 本発明はリン酸塩処理金属表面をニッケルイオン５０〜５００ｍｇ／Ｌ及びリ
ン酸イオン２００〜１５００ｍｇ／Ｌを含有する後不動態化水溶液で処理するこ
とを特徴とする、リン酸塩処理金属表面の後不動態化方法に関する。
【００１１】 リン酸塩処理金属表面の後不動態化溶液による処理はリン酸塩処理金属表面に
後不動態化溶液をスプレーするかリン酸塩処理金属表面を後不動態化溶液に浸漬
することなどによって行うことができる。後不動態化溶液はニッケルイオンに比
しより大きい重量割合のリン酸イオンを含有する。後不動態化溶液中に存在する
リン酸のアニオンは、計算目的のためには、あたかもそれらすべてが第三リン酸
イオン(tertiary phosphate ions)として存在しているものとして取り扱う。し
かしながら、実際は、後不動態化溶液のｐＨに依存するリン酸イオンのプロトリ
シス平衡が確立されている。後不動態化溶液のｐＨは好ましくは３〜６、特に３
．５〜４．５なので、実際問題としてリン酸アニオンはリン酸二水素イオンとし
て広く存在する。しかしながら重量比の計算のためには、このことは実際問題と
して無視できる。なぜならプロトンの質量はリン酸アニオンの合計質量にほんの
わずかにしか貢献しないからである。ニッケルイオンとリン酸イオンとの間の重
量比については、リン酸イオンの質量がニッケルイオンの質量の２〜５倍になる
ようにすることが好ましい。
【００１２】 本発明方法は後不動態化水溶液の温度を約１０〜約５０℃として行うのが好ま
しい。この温度は好ましくは１５℃〜３０℃である。前記後不動態化溶液は例え
ば室温、すなわち１８℃〜２５℃の温度であることができる。
【００１３】 リン酸塩処理金属表面を後不動態化水溶液と好ましくは約１０秒から約５分、
特に約３０秒から約２分接触させる。このことは該金属表面を該後不動態化溶液
に浸漬するか、該金属表面に該後不動態化溶液をスプレーするか又は両方の操作
を一方の後他方を行うことで行うことを意味する。リン酸塩処理し、後不動態化
した金属表面はついで水洗する。この目的のためには完全に脱イオンした水を用
いるのが好ましい。
【００１４】 本発明方法は層非形成性リン酸塩処理に続く後不動態化に用いることができる
。したがって、本発明の１つの態様はリン酸塩処理金属表面が層非形成性リン酸
塩処理方法を用いてリン酸塩処理された金属表面である場合を意図する。
【００１５】 しかしながら、本発明の方法は、特に、層形成性亜鉛リン酸塩処理方法を用い
てリン酸塩処理した、したがって結晶性金属リン酸塩層を有する金属表面の後不
動態化に使用するように企てられている。この結晶性金属リン酸塩層の単位面積
当たりの質量は一般に約１ｇ／ｍ2〜約３ｇ／ｍ2である。したがって、本発明の
別の態様はリン酸塩処理金属表面が層形成性亜鉛リン酸塩処理方法を用いてリン
酸塩処理された金属表面であるリン酸塩処理金属表面の後不動態化方法に関する
。この目的のためには低亜鉛方法が特に考慮に入れられる。このタイプのリン酸
塩処理方法は例えば以下の特徴を有する。
【００１６】 亜鉛含量は好ましくは０．４〜２ｇ／Ｌであり、特に０．５〜１．５ｇ／Ｌで
ある。リン酸塩処理浴におけるリン酸イオン／亜鉛イオンの重量比は、３．７〜
３０である限り、広い範囲で変化させることができる。１０〜２０の重量比が特
に好ましい。
【００１７】 亜鉛及びリン酸イオンに加えて、リン酸塩処理浴はさらに一般にリン酸塩処理
浴で常用される成分を含有していてもよい。特に、０．０１〜２．５ｇ／Ｌ、好
ましくは０．３〜２．０ｇ／Ｌのニッケルイオンを存在させることができる。さ
らに、トリカチオン方法で常用されるように、リン酸塩処理溶液は０．１〜４ｇ
／Ｌ、特に０．５〜１．５ｇ／Ｌのマンガンイオンを含有していてもよい。さら
に、任意的にニッケル及び／又はマンガンイオンと共用での亜鉛イオンに加え、
リン酸塩処理溶液はさらなる金属イオンとして、０．２〜２．５ｇ／Ｌのマグネ
シウム（ＩＩ）イオン、０．２〜２．５ｇ／Ｌのカルシウム（ＩＩ）イオン、０
．１〜２ｇ／Ｌのコバルト（ＩＩ）イオンを含有していてもよい。
【００１８】 本方法はニッケル含有亜鉛リン酸塩処理溶液を用いてリン酸塩処理した金属表
面の後不動態化に特に適している。この方法は以下に述べる本発明の好ましい態
様、すなわち後不動態化溶液からのニッケル及びリン酸イオンを最終的にリン酸
塩処理溶液中に移行させることを可能にする。これによって、原料の及び該方法
を適切に行う場合にはさらに水の節約が可能になる。
【００１９】 リン酸塩処理浴に導入されるカチオンの形態は原則的には重要でない。酸化物
及び／又は炭酸塩が特に手頃なカチオン源である。リン酸塩処理浴の塩析の恐れ
から、リン酸以外の酸の塩の使用は避けるのが好ましい。
【００２０】 異なる素地(substrates)に適するように意図されるリン酸塩処理浴において、
遊離及び／又は錯化したフッ化物をそれぞれＦ-として計算して２．５ｇ／Ｌま
での全フッ化物濃度、７５０ｍｇ／Ｌまでの遊離フッ化物濃度において加えるこ
とは常套手段である。フッ化物の不存在下では、浴のアルミニウム含量は３ｍｇ
／Ｌを超えるべきでない。フッ化物の存在下では、錯化ゆえに、非錯化Ａｌの濃
度が３ｍｇ／Ｌを超えない限り、より高いＡｌ含量を維持できる。
【００２１】 該層形成性２価カチオンに加え、リン酸塩処理浴は該遊離酸含量を達成するた
めに一般にナトリウム、カリウム及び／又はアンモニウムイオンを含有する。
【００２２】 亜鉛メッキした材料の処理にもっぱら使用するリン酸塩処理浴はいわゆる促進
剤を必ずしも含有しなくてよい。しかしながら、亜鉛メッキされていない鋼表面
をリン酸塩処理に必要とされる促進剤は亜鉛メッキした材料をリン酸塩処理する
際にも当業界においてはしばしば用いられる。促進剤を含有するリン酸塩処理溶
液は亜鉛メッキした材料にも亜鉛メッキされていない材料にも適しているという
さらなる利点を有する。このことは、亜鉛メッキした表面と亜鉛メッキしていな
い表面の両方をしばしば含む自動車車体のリン酸塩処理において特に重要である
。
【００２３】 リン酸塩処理浴に使用する種々の促進剤が当業界において知られている。それ
らは、該酸洗い反応から生ずる水素と反応するので、層形成を促進し連続したリ
ン酸塩層の形成を容易にする。このプロセスは「減極」(depolarization)として
知られている。層形成を乱す水素気泡はこれにより金属表面で形成されない。
【００２４】 リン酸塩処理溶液は、例えば、以下の促進剤の１以上を含有することができる
： ０．３〜４ｇ／Ｌの塩素酸イオン、０．０１〜０．２ｇ／Ｌの亜硝酸イオン、０
．１〜１０ｇ／Ｌのヒドロキシルアミン、０．００１〜０．１５ｇ／Ｌの遊離も
しくは結合形態の過酸化水素、０．５〜８０ｇ／Ｌの硝酸イオン。
【００２５】 過酸化水素は塩素酸イオンと共にもしくはこれの代わりに促進剤として使用す
るのが有利である。過酸化水素はそのものとして用いるかリン酸塩処理浴条件下
で過酸化水素を生成する化合物の形態で使用することができる。
【００２６】 その使用が本発明方法において同様に好ましい促進剤はヒドロキシルアミンで
ある。ヒドロキシルアミンは遊離形態で又はリン酸ヒドロキシルアンモニウム、
硝酸ヒドロキシルアンモニウム及び／又は硫酸ヒドロキシルアンモニウムの形態
でリン酸塩処理浴に添加することができる。
【００２７】 本発明の１つの態様においては、後不動態化後に生じる水洗水を該後不動態化
溶液中に移行させる。これは一方でニッケル含有水洗水を処理し、処分する必要
をなくし、他方で金属表面から洗い落とした後不動態化溶液の活性成分を該溶液
に戻すという利点を有する。後不動態化溶液が水洗水の再循環によって過度に薄
められる場合には、ニッケル及び／又はリン酸イオンの添加によって有効濃度範
囲を維持しなければならない。
【００２８】 水洗水の後不動態化溶液中への再循環はやがては後不動態化溶液を入れたタン
クもしくは貯蔵容器をいっぱいにするであろう。そのときに行う好ましい操作は
、後不動態化溶液の一部を連続的にもしくは不連続的にナノ濾過又は逆浸透に付
し、ナノ濾過又は逆浸透からの保持液（＝濃縮液）を、それで金属表面を後不動
態化に先立ってリン酸塩処理するリン酸塩処理溶液中に移行させることである。
この操作の利点は溢れる後不動態化溶液を廃水としてとして処分しなくてもよい
ことである。その代わりに、後不動態化溶液からの活性物質であるニッケル及び
リン酸塩を膜濾過（ナノ濾過もしくは逆浸透）により濃縮してリン酸塩処理溶液
中に移行させ、そこでそれらは活性物質を再構成する。この操作を行う特に好ま
しい場合はリン酸塩処理溶液が層形成性ニッケル含有リン酸亜鉛処理溶液である
場合である。この方法では、ニッケルイオンはリン酸亜鉛層中へ入り込むことに
よってのみ総合リン酸塩処理プラントを離れるようにニッケルイオン循環路は閉
じている。ニッケル含有廃水は、せいぜい、ニッケルイオンがナノ濾過又は逆浸
透膜を通り抜け浸透液と共に廃棄される低い程度で生じ続けるにすぎない。
【００２９】 本発明方法のさらなる態様においては、リン酸塩処理金属表面をリン酸塩処理
と後不動態化溶液での処理との間で水洗し、後不動態化溶液で処理し、後不動態
化溶液での処理の後再び水洗する。この態様においては、後不動態化後の水洗か
らの水洗水を後不動態化前の水洗のための水洗水中に移行させるのが有利である
。したがって、後不動態化後に用いられた水洗水は廃水とはならず、後不動態化
前の水洗水として再使用される。この水洗水の再循環によって、後不動態化前の
水洗水用の浴又は貯蔵容器がいっぱいになる。本態様においてはしたがって、リ
ン酸塩処理と後不動態化との間の水洗に用いられる水洗水の一部をナノ濾過又は
逆浸透に連続的もしくは不連続的に付すのが好ましい。ついで行う操作は上述の
態様の場合と同様である：すなわち、ナノ濾過又は逆浸透からの保持液（＝濃縮
液）を、それでもって金属表面を後不動態化に先立ってリン酸塩処理するリン酸
塩処理溶液中に移行させる。かくして、本態様においても、後不動態化からのニ
ッケルイオンは、最終的には、それらを結晶性リン酸亜鉛層中に入り込ませるリ
ン酸塩処理浴に戻されるので、ニッケルイオン循環路は実質的に閉じている。ほ
んの少しの量のニッケルがこの系を離れてナノ濾過又は逆浸透の浸透液中に入る
。
【００３０】 一般的記載が上記の「水洗」によってなされている場合、処理した金属物品を
水洗水を入れた浴中に浸漬することによって又は処理した金属物品に水洗水をス
プレーすることによって水洗を行うことができることを意味する。浸漬とスプレ
ーの組合わせも可能である。例えば、該物品を最初浸漬によって前水洗し、つい
でスプレーによって後水洗することができる。
【００３１】 ナノ濾過又は逆浸透を後不動態化溶液及び／又は過剰の水洗水を処理するため
に用いる場合には、ニッケルイオンを約０．５〜３ｐｐｍしか含まない浸透液を
得る。浸透液を処分する場合には、ニッケルイオンはアルカリを用いて沈殿させ
得る。しかしながら、浸透液をイオン交換体によってさらに清浄化することも可
能である。この方法においては、ある割合のニッケルをイオン交換体に結合し得
る。イオン交換体の溶出後に回収された割合のニッケルイオンを再びリン酸塩処
理浴に戻す。浸透液処理のこのサブ段階はドイツ特許出願１９９１８７１３．４
により詳細に記載されている。
【００３２】 上記処理の別の態様においては、膜濾過浸透液を、直接又はイオン交換体での
後処理後に、清浄化（脱脂）後でリン酸塩処理前にリン酸塩処理する金属表面を
水洗するために用いる。この操作は全体としての処理をニッケルイオンのみなら
ず水洗水もリン酸塩処理循環路に戻すように最適化する。この方法では、特に少
量の廃水しか生じないようにリン酸塩処理プラントを操作することができる。ニ
ッケル含有廃水は非常に減じられた量でしか生じないので、ニッケル含有リン酸
亜鉛処理方法をニッケル含有廃水を処理することに関する問題なしに実施し得る
という利益を得ることができる。
【００３３】 上述の本発明方法のさらなる展開においては、後不動態化溶液にさらにリン酸
塩処理促進剤として知られる物質を添加する。この方法によれば、金属表面上の
後不動態化リン酸塩層の腐食保護性能はさらに改善される。
【００３４】 したがって、本発明方法のさらなる態様においては、後不動態化溶液は０．０
５〜２ｇ／Ｌのｍ−ニトロベンゼンスルホン酸イオン、０．１〜１０ｇ／Ｌの遊
離もしくは結合形態のヒドロキシルアミン、０．０５〜２ｇ／Ｌのｍ−ニトロ安
息香酸イオン、０．０５〜２ｇ／Ｌのｐ−ニトロフェノール、１〜７０ｍｇ／Ｌ
の遊離もしくは結合形態の過酸化水素、０．０５〜１０ｇ／Ｌの有機Ｎ−オキシ
ド、０．１〜３ｇ／Ｌのニトログアニジン、１〜５００ｍｇ／Ｌの亜硝酸イオン
及び０．５〜５ｇ／Ｌの塩素酸イオンから選ばれる１以上のリン酸塩処理促進剤
をさらに含有する。
【００３５】 これに関して、後不動態化溶液がリン酸塩処理金属表面を生じさせるのに用い
られるリン酸塩処理溶液が含有するのと同じリン酸塩処理促進剤を含有するのが
特に有利である。上述した逆浸透もしくはナノ濾過による水洗水の処理及び濃縮
液のリン酸塩処理浴への再循環の場合には、それらの物質（ニッケルイオン、リ
ン酸イオン及び促進剤の分子もしくはイオン）のみがリン酸塩処理溶液に入り、
それらの機能に貢献する。したがって、上述した水洗水処理の場合には、有用な
物質のみがリン酸塩処理溶液に入り、外来の(extraneous)物質は入らない。
【００３６】 本発明の特に好ましい態様においては、後不動態化溶液及びリン酸塩処理溶液
は促進剤として遊離形態のヒドロキシルアミン又はリン酸ヒドロキシルアミン、
硝酸ヒドロキシルアミン及び／又は硫酸ヒドロキシルアミンの形態のヒドロキシ
ルアミンを含有する。
【００３７】実施例１ 本発明の後不動態化方法をリン酸塩処理鋼板を用いて試験した。この目的のた
めに、実際上通常の操作にしたがって、該鋼板をまずアルカリ性清浄化剤で処理
し、水洗し、リン酸チタン含有活性化剤で活性化し、常用のトリカチオンリン酸
亜鉛処理溶液を用いてリン酸塩処理した。
【００３８】 リン酸塩処理溶液の組成： Ｚｎ １．１ｇ／Ｌ Ｍｎ ０．８ｇ／Ｌ Ｎｉ ０．８ｇ／Ｌ Ｈ2ＰＯ4 - １５ｇ／Ｌ ＳｉＦ6 2- ０．２ｇ／Ｌ Ｎａ ２．６ｇ／Ｌ ＮＯ3 - ６ｇ／Ｌ ＮＯ2 - ０．１ｇ／Ｌ 遊離酸度（ｐＨ３．６への滴定によって決定した） ０．９ポイント 全酸度（ｐＨ８．５への滴定によって決定した） ２１ポイント ５２℃で２分スプレー
【００３９】 リン酸塩処理後、鋼板を水洗し、リン酸ニッケル含有溶液又は比較のために完
全脱イオン水を用いて後水洗した。
【００４０】 後不動態化溶液は以下の組成を有していた： Ｎｉ2+ １４０ｍｇ／Ｌ Ｈ2ＰＯ4 - ５００ｍｇ／Ｌ ｐＨ４．０
【００４１】 このタイプの溶液は０．０６７重量％の７５％リン酸及び０．０３１重量％の
炭酸ニッケル（９２％）を完全脱イオン水に溶解することによって生産できる。
【００４２】 後不動態化はリン酸塩処理試験鋼板に後不動態化溶液を室温で１分間スプレー
することによって行った。
【００４３】 後不動態化後、鋼板を完全脱イオン水で後水洗し、乾燥し、陰極電着塗装用塗
料(cathodic electrocoating lacquer)（ＦＴ８５−７０４２、ＢＡＳＦ）を用
いて塗装した(lacquer coated)。
【００４４】 リン酸塩処理した、後不動態化試験鋼板及びリン酸塩処理した、非後不動態化
試験鋼板をＶＤＡ６２１−４１５による交互気候条件試験(alternating climati
c conditions test)及びＶＷスタンダードＰ３．１７．１によるチッピングテス
ト(stone impact test)に、各場合につき１０サイクル、付した。交互気候条件
試験は塗膜膨れ(lacquer creepage)（片側膨れ幅(half scribe width)）を評価
するために用い、チッピングテストはＫ値(K value)を評価するために用いた。
この試験では、Ｋ値が上がるに連れて塗膜はがれ(lacquer scaling)の程度が悪
化する。
【００４５】 結果 塗膜膨れ：後不動態化０．９ｍｍ、非後不動態化１．２ｍｍ Ｋ値：後不動態化７、非後不動態化８
【００４６】実施例２ ２番目のシリーズの試験においては、試験鋼板を促進剤としてヒドロキシルア
ミンを含有する商業上入手し得るトリカチオンリン酸塩処理溶液を用いてリン酸
塩処理した。以下の操作をスプレーによって行った：
【００４７】 １．リドリン(Ridoline)（商標）１５６１(ヘンケル社（Ｈｅｎｋｅｌ ＫＧａ
Ａ）)を用いて清浄化 処方：１．０％、温度：５５℃、時間：２分 ２．水洗 ３．フィキソジン(Fixodine)（商標）Ｃ９１１２（ヘンケル社）を用いて活性化 処方：完全脱イオン水に０．１％、温度：室温、時間：１分
【００４８】 ４．グラノジン(Granodine)（商標）１９９３（ヘンケル社）を用いてリン酸塩
処理 処方：取扱説明書にしたがって処方、温度：５２℃、時間：２分、遊離酸度
：０．７ポイント（ｐＨ３．６まで：初期量１０ｍＬ）、全酸度：２３．０ポイ
ント（ｐＨ８．５まで：初期量１０ｍＬ）、組成：０．８ｇ／Ｌ ＮＨ2ＯＨ、
１．１ｇ／Ｌ Ｚｎ、０．６ｇ／Ｌ Ｍｎ、０．６ｇ／Ｌ Ｎｉ、１５．０ｇ／
Ｌ Ｈ2ＰＯ4 -、１．０ｇ／Ｌ ＳｉＦ6 2-、２．６ｇ／Ｌ Ｎａ+、６．０ｇ／
Ｌ ＮＯ3 - ５．水洗
【００４９】 ６．後水洗Ａ、Ｂ又はＣ Ａ．完全脱イオン水を用いる後水洗（比較） Ｂ．リン酸ニッケルを基にした後不動態化 処方：完全脱イオン水中へ原料処方として、０．３９％ Ｈ3ＰＯ4−７５％
、０．０３１％ ＮｉＣＯ3−９２％ 組成：１４０ｐｐｍ Ｎｉ2+、２９００ｐｐｍ Ｈ2ＰＯ4 - ｐＨ：４．０（炭酸ナトリウム溶液を用いて調整） 温度：室温 時間：１分 Ｃ．リン酸ニッケルを基にした促進後不動態化 仕込み：完全脱イオン水中へ原料仕込みとして、０．３９％ Ｈ3ＰＯ4−７
５％、０．０３１％ ＮｉＣＯ3−９２％、０．０８％ ＮＨ2ＯＨ 組成：１４０ｐｐｍ Ｎｉ2+、２９００ｐｐｍ Ｈ2ＰＯ4 -、０．８ｇ／Ｌ
ＮＨ2ＯＨ ｐＨ：４．０ 温度：室温 時間：１分
【００５０】 ７．完全脱イオン水を用いる水洗 ８．乾燥 塗装：ＫＴＬ：ＦＴ８５−７０４２（バズーフ（ＢＡＳＦ））
【００５１】 腐食試験：交互気候条件試験ＶＤＡ６２１−４１５及びＶＷチッピングテストＰ
３．１７．１：１０サイクル
【００５２】
【表１】
【００５３】 用いた又は過剰の水洗水は過剰の後不動態化溶液と共にナノ濾過又は逆浸透に
よってさらに処理し得る。ナノ濾過又は逆浸透のための種々のタイプの膜が先行
技術において提供されている。該処理溶液も対応する水洗水も酸として反応する
ので、膜は酸安定性であるべきである。適当な膜の例として、セラミック膜等の
無機膜が挙げられる。さらに、有機重合体膜も用い得る。ナノ濾過膜としてポリ
アミド膜が特に適している。
【００５４】 デーサル(Desal)ＤＫ膜が例えばナノ濾過段階のために適している。圧力差７
バール及び温度３５℃で、デーサルＤＫ膜は、濃縮液：濾液＝１：１の体積比で
、１時間当たりおよそ３５〜４０Ｌ／ｍ2の膜流量を生じる。逆浸透段階につい
ては、例えばＲｏｃｈｅｍ社によって製造されたフィルムテック(Filmtec)ＳＷ
３０膜を用い得る。圧力差２５バール及び温度４５℃で、フィルムテックＳＷ３
０膜は、濃縮液：濾液＝５：１の体積比で、１時間当たりおよそ３０Ｌ／ｍ2の
膜流量を生じる。
【００５５】 膜濾過保持液（濃縮液）はリン酸塩処理浴に戻すことができる。弱酸性イオン
交換体によって浸透液（濾液）から残りのニッケルを除去し得る。用いる弱酸性
イオン交換体のタイプはニッケルイオン及び任意的に亜鉛イオンに選択的なもの
であることが好ましい。対照的に、１価のカチオンはなるべく結合しないものが
良い。この目的のためにとくに適した弱酸性イオン交換体はキレート形成性イミ
ノ二酢酸基を有するものである。好適な製品はバイエル社によって製造されたレ
バチット(Lewatit)ＴＰ２０７である。
【００５６】 このプロセスはついで負荷した弱酸性イオン交換体を強酸で再生するように行
うのが好ましい。選択的に結合したカチオンは溶出し、このものはリン酸塩処理
目的のために再使用することができる。本発明方法によれば、これらのカチオン
は重金属含有スラッジとして処分する必要がなく、むしろ、任意的に適当な処理
の後に、リン酸塩処理に再使用し得る。これによって、資源を節約できる。リン
酸塩処理溶液に使用する物質を構成する酸を負荷した弱酸性イオン交換体の再生
のために用いるのが特に好ましい。リン酸が特に好ましい。リン酸塩処理溶液が
促進剤もしくは共促進剤(co-accelerators)として硝酸イオンを含有させる場合
には、硝酸も用い得る。
【００５７】 再生した物質はついで直ちに又はリン酸塩処理溶液を補給するさらなる活性物
質で補給後再使用し得る。再生した物質に、通常のリン酸塩処理浴用補給溶液が
得られるように、さらなる活性物質と共にさらなる亜鉛及び／又はニッケルイオ
ンを補給するのが特に好ましい。ついで得られる補給溶液は通常の方法でリン酸
塩処理浴を補給するのに用い得る。
【００５８】 負荷期の弱酸性イオン交換体を離れるカチオン除去溶液は、含量によって、簡
単な廃水処理又は直接生物的水精製プラントに付すことができる。しかしながら
、この溶液を脱脂後のリン酸塩処理すべき金属物品の水洗水として用いるのがよ
り経済的である。本発明方法のこの態様は水洗水を節約できるというさらなる利
点を有する。
【００５９】 実施例２において、後リン酸塩処理後からの水洗水をリン酸塩処理後の水洗段
階へ移行させ、リン酸塩処理後の水洗水をナノ濾過によって処理した。ナノ濾過
の試験パラメーター及び結果は以下の通りである。
【００６０】 Ｂ．リン酸ニッケルを基にした後不動態化 後不動態化 後不動態化水洗水 Ｎｉ2+ １４０ｐｐｍ ７ｐｐｍ Ｈ2ＰＯ4 - ２９００ｐｐｍ １４５ｐｐｍ Ｎａ+ ５７０ｐｐｍ ２８ｐｐｍ ｐＨ ４．０ 測定せず
【００６１】 Ｃ．リン酸ニッケル及びヒドロキシルアミンを基にした後不動態化 後不動態化 後不動態化水洗水 Ｎｉ2+ １４０ｐｐｍ ７ｐｐｍ Ｈ2ＰＯ4 - ２９００ｐｐｍ １４５ｐｐｍ ＮＨ2ＯＨ ８００ｐｐｍ ４０ｐｐｍ ｐＨ ４．０ 測定せず
【００６２】 後不動態化水洗水（４００Ｌ／ｈ）はリン酸塩処理後の水洗段階へ移行させる
。 リン酸塩処理後の水洗水（４００Ｌ／ｈ）の組成：
【００６３】
【表２】
【００６４】水洗水処理：４００Ｌ／ｈ
【００６５】 Ｉ．バグ濾過(bag filtration)によるスラッジ除去 フィルター：レフラー社(Loeffler GmbH)によって製造されたロフクリアー(
Lofclear)（商標）５２３Ｄ 粒径 スラッジ除去 ＜１．５μｍ ９５％ ＜２．５μｍ ９９％ ＜５．５μｍ ９９．９％
【００６６】 ＩＩ．活性炭もしくは合成樹脂（例えば、レバチット（商標）ＶＰＯＣ１０６６
又はダウエックス(Dowex)（商標）ＯＰＴＬ２８５）による有機成分の除去 活性炭：レフラー社によって製造されたロフソーブ(Lofsorb)（商標）Ｌ
Ａ４０Ｅ−３−０１（２２のフィルターカートリッジ） 有機成分残渣：３５〜４５％
【００６７】 ＩＩＩ．ナノ濾過 操作条件 デーサルＤ５膜、圧力差：１２バール、温度：３０℃、膜流量：２０Ｌ／ｍ 2 ・ｈ、体積比：濃縮液／濾液：８：１ 結果
【００６８】
【表３】
【００６９】
【表４】
【００７０】 後不動態化水洗水をリン酸塩処理後の水洗段階に移行させると、ナノ濾過濃縮
液をリン酸塩処理浴中へ再循環させるときのリン酸塩処理溶液中に「外来物質」
は蓄積しない。ニッケル、リン酸塩及びＮＨ2ＯＨのみが再循環される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＧ，Ｂ Ｒ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リン酸塩処理された金属表面をニッケルイオン５０〜５００
    ｍｇ／Ｌ及びリン酸イオン２００〜１５００ｍｇ／Ｌを含有する後不動態化水溶
    液で処理することを特徴とする、リン酸塩処理された金属表面の後不動態化方法
    。
  2. 【請求項２】 前記後不動態化水溶液のｐＨが３〜６である請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 前記後不動態化水溶液の温度が１０〜５０℃である請求項１
    又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記リン酸塩処理された金属表面を前記後不動態化水溶液と
    １０秒〜５分接触させ、ついで水洗する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記リン酸塩処理された金属表面が層非形成性リン酸塩処理
    方法を用いてリン酸塩処理された金属表面である請求項１〜４のいずれかに記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 前記リン酸塩処理された金属表面が層形成性亜鉛リン酸塩処
    理方法を用いてリン酸塩処理された金属表面である請求項１〜４のいずれかに記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 後不動態化後に生ずる水洗水を前記後不動態化溶液中に移行
    させる請求項４〜６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記不動態化溶液の一部を連続的にもしくは不連続的にナノ
    濾過又は逆浸透に付し、ナノ濾過又は逆浸透からの保持液を、後不動態化に先立
    って前記金属表面をリン酸塩処理するリン酸塩処理溶液中に移行させる請求項７
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記リン酸塩処理された金属表面を、前記後不動態化溶液で
    の処理に先立って水洗し、前記後不動態化溶液での処理の後に再び水洗し、後不
    動態化後の水洗から生ずる水洗水を後不動態化前の水洗のための水洗水中に移行
    させる請求項４〜６のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 リン酸塩処理と後不動態化との間での水洗に使用される前
    記水洗水の一部を連続的にもしくは不連続的にナノ濾過又は逆浸透に付し、ナノ
    濾過又は逆浸透保持液（濃縮液）を、後不動態化に先立って前記金属表面をリン
    酸塩処理するリン酸塩処理液中に移行させる請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 ナノ濾過又は逆浸透の浸透液をリン酸塩処理される金属表
    面を清浄化とリン酸塩処理との間で水洗するために用いる請求項８又は１０記載
    の方法。
  12. 【請求項１２】 前記後不動態化溶液がさらに、ｍ−ニトロベンゼンスルホ
    ン酸イオン０．０５〜２ｇ／Ｌ、遊離もしくは結合形態のヒドロキシルアミン０
    ．１〜１０ｇ／Ｌ、ｍ−ニトロ安息香酸イオン０．０５〜２ｇ／Ｌ、ｐ−ニトロ
    フェノール０．０５〜２ｇ／Ｌ、遊離もしくは結合形態の過酸化水素１〜７０ｍ
    ｇ／Ｌ、有機Ｎ−オキシド０．０５〜１０ｇ／Ｌ、ニトログアニジン０．１〜３
    ｇ／Ｌ、亜硝酸イオン１〜５００ｍｇ／Ｌ及び塩素酸イオン０．５〜５ｇ／Ｌか
    ら選ばれる１以上のリン酸塩処理促進剤を含有する請求項１〜１１のいずれかに
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記後不動態化溶液が前記リン酸塩処理金属表面を生成さ
    せるのに用いたリン酸塩処理溶液が含有していたのと同じリン酸塩処理促進剤を
    含有する請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記後不動態化溶液及び前記リン酸塩処理溶液が促進剤と
    して遊離の形態の又はリン酸ヒドロキシルアンモニウム、硝酸ヒドロキシルアン
    モニウム及び／もしくは硫酸ヒドロキシルアンモニウムの形態のヒドロキシルア
    ミンを含有する請求項１３記載の方法。
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