JPS6211078B2

JPS6211078B2 -

Info

Publication number: JPS6211078B2
Application number: JP8351383A
Authority: JP
Inventors: Akiteru Sasaki; Hirobumi Hara; Ubee Kikuchi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-05-14
Filing date: 1983-05-14
Publication date: 1987-03-10
Also published as: JPS59229496A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、炉中ろう付の如く無酸化雰囲気にお
いて高熱処理された鋼材を炉冷し、急冷処理を施
すにあたり、鋼材表面に生じる酸化スケールを除
去抑制すると共に、そのまま水洗することなく直
接、下地処理としてのアニオン型電着塗装を施す
ことを可能とした塗装前処理剤及び塗装前処理方
法に関するものである。通常鋼材表面に塗装を施す場合、鋼材表面にリ
ン酸亜鉛などの化成皮膜を下地として形成し、こ
の皮膜上に塗膜を形成するものであるが鋼材等か
らなる部品を炉中ろう付等により接合し、所望の
部材を得るものについては、鋼材の機械的性質を
向上させるため、特公昭56―25903号公報で知ら
れるように1100℃〜1150℃のろう付け加熱処理後
鋼材を約570℃〜720℃の変態点近傍まで炉冷し次
いでこれを急冷している。しかしこの場合鋼材表面に酸化鉄、酸化膜（酸
化スケール）が生成され、この酸化スケールを除
去しないで化成皮膜処理を施すと化成皮膜と鋼材
の密着性、化成皮膜表面への塗料の付着性、塗膜
の耐蝕性等が劣る。このためシヨツトブラスト等
の物理的手段、塩酸、硫酸などの無機酸、シユウ
酸などの有機酸による化学的手段を用いて酸化ス
ケール等を除去しているが、物理的手段において
は完全に除去することがむづかしく又化学的手段
においては、水素脆弱による鋼材表面の劣化及び
水洗を完全にしないと、黄錆の発生による化成皮
膜の悪化があり、この場合、酸洗、水洗、中和及
び防錆等の各処理を行わなければならない。又、
以上の如く酸化スケールを除去して化成皮膜を形
成しても耐蝕性に限界があるため、最近では下地
皮膜の耐久性の向上を図るべく更に電着塗装を施
し、或いは化成皮膜に代えて鋼材に直接電着塗装
を施すことが要求されてきている。しかし酸化スケールを除去するような上記処理
剤を用いた場合、該処理剤は電着塗料と反応して
凝集を起こしたり、劣化させたり、また雑イオン
による電着浴液の汚染も生じ電着特性の変化をき
たし凝集物の表面付着による品質低下をまねくた
め、電着塗装を施す場合には、浸漬水洗、スプレ
ー水洗又はそれ等の組合わせによる充分な洗浄処
理をしなければならず工程数及び工数を増大する
のみならず設備費及び多大なスペースも要しコス
ト的にも高くなる。これを更に詳述するに電着塗料は、その基本的
電着機構によりアニオン電着塗料とカチオン電着
塗料に大別されるもので、ここでアニオン電着塗
料に使用される樹脂はポリエステル、エポキシエ
ステル、ポリアクリル酸エステルなどを骨格とし
たポリカルボン酸樹脂で通常、有機アミノ、カセ
イカリなどの塩基で中和、水溶化（水分散化）さ
れ負に帯電しているため酸性物質が混入すると、
水溶化している樹脂分が再び水に不溶化してしま
う。又、カチオン電着塗料はエポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂などを骨格としたポリアミノ樹脂で通常有
機酸で中和、水溶化（水分散化）されて正に帯電
している。このため塩基性物質が混入すると、水
溶化している塗料が再び不溶化してしまう。それ
ばかりでなくCl^-，PO^３ _４ ^-，SO^２ _４ ^-などの負イオン
とも反応し、凝集してしまう。従つてアニオン電着塗料によるアニオン型電着
塗装及びカチオン電着塗料によるカチオン型電着
塗装の何れの場合にも上記の洗浄処理が必要とな
るのである。そこで本発明は、以上の点に鑑み、鋼材の急冷
処理に際しての酸化スケールの発生を抑制除去す
ると共に、アニオン電着塗料の不溶化や凝集を生
じない塗装前処理剤を提供することをその目的と
するもので、縮合リン酸ソーダ2.0〜17.0重量
％、還元糖を0.5〜5.0重量％、有機酸を0.1〜2.2
重量％、弗化物を0.1〜2.2重量％含有する水溶液
から成る。本発明の第２発明は、上記第１発明の
処理剤を用いた塗装前処理方法を提供することを
その目的とするもので、無酸化雰囲気中で高熱処
理した鋼材を炉冷し、次いでこれを第１発明の処
理剤によつて急冷した後、水洗工程を経ずにアニ
オン型電着塗装を施すようにしたことを特徴とす
る。本発明処理剤の主成分である縮合リン酸ソーダ
は、塩基性である上にリン酸イオン（PO^３ _４ ^-）を有
するためカチオン電着塗料と直に反応して塗料の
凝集を生ずるが、アニオン電着塗料に対しては塩
基性のため塗料浴に持ち込まれても悪影響は無
い。又、補助成分の還元糖は非導電性のため塗料浴
に持ち込まれても電着に影響は無く、又有機酸や
弗化物は濃度的に非常に薄いため影響は無い。こ
こで縮合リン酸ソーダは、冷却速度を速めると同
時に酸化スケールやテンパーカラーの発生を抑制
する冷却剤、スケール抑制剤として機能するもの
であるが、2.0重量％未満では冷却剤スケール抑
制剤としての効果がうすれ、電着塗装しても耐食
性が低下してしまう。又、17.0重量％を越えると
スケール抑制効果は充分だが、アニオン電着塗料
の浴液のPHが上昇傾向になり、液管理がむつかし
くなる。還元糖は、鋼材表面に薄い一次防錆皮膜を生成
させるものであるが、0.5重量％未満では急冷取
出し後の黄錆発生が早くなり、急冷処理電着塗装
間のワーク流動時間を持てなくなる。又、5.0重
量％を越えると表面付着量が多くなり電着塗装の
つきまわり性の低下がみられる。有機酸は、鉄イオンとのキレートを生成するも
のであるが、0.1重量％未満ではスケール除去性
が低下し、電着塗装しても充分な耐蝕性が得られ
ない。又、2.2重量％を越えると一部アニオン電
着塗料との凝集がみられるようになり、塗装外
観、耐食性の低下がみられる。尚、有機酸として
はクエン酸、グルコン酸等が用いられる。弗化物
は、弗素イオンのエツチング作用により酸化スケ
ールを溶解、除去するものであるが、有機酸の場
合と同様の理由によりその含有率は0.1〜2.2重量
％とする。次にこの処理剤を用いて行う第２発明の塗装前
処理方法の１例を図示の処理装置に基いて説明す
る。図面で１はトレイ２をプツシヤーにより矢示方
向に１タクトづつ間歇的に順次移行せしめるコン
ベア装置を示し、その前端部にはトレイ２を供給
側に上昇せしめる昇降装置１―ａを備え、その後
端部にはトレイ２をプツシヤーにより押送される
もとの位置に下降せしめる昇降装置１―ｂを備
え、その上面には長さ方向に沿い長手の加熱炉３
を設けられ、その前部は予備加熱室５に構成され
て居り、夫々には電気抵抗ヒーターを内設してい
る。該加熱炉３は内部に分解アンモニア等の変性
ガス、窒素ガス、還元ガス等任意の無酸化性ガス
を導入されるガス導管４が接続されて居り、無酸
化性雰囲気下で被処理材の予備加熱及びろう付け
加熱がなされるようにした。該加熱炉３の後方に
はウオータージヤケツト式の炉冷室６が連設され
て居り、炉冷室６の後端と前記加熱炉３の前端に
はタクト送りと連動して開閉するシヤツター装置
７，７を有する。８，８はガス導出管を示す。か
くして被処理材の炉冷も無酸化性雰囲気下で行な
われるようにした。炉冷室６の後方にはこれに連
接して冷却室９を設け、その室９の下面に本発明
処理剤を入れた冷却槽１０を設け、又その内部に
無酸化性ガスを導入するガス導入管１１とこれを
排出するガス排出管８とを接続して有し、その下
端にはタクト送りと連動し開閉するシヤツター装
置１２を有する。かくして被処理材は無酸化性ガス雰囲気下で冷
却処理が行なわれるようにした。１３はトレイ２
をその上に受けてこれを昇降させトレイ２内の被
処理材を該冷却剤液に所定時間浸漬し、これに急
冷処理を与えるための昇降装置を示す。１４は該
冷却槽１０と接続するポンプ１５を備えた供給タ
ンクで、槽１０内の液を必要に応じて新しい液と
１部置換し常に液温を好ましくは５℃〜45℃に維
持するようにした。以上の如き構成からなる装置において、各接合
部にろう材をセツトした鋼材をトレイ２上に載
せ、予備加熱室５に送り、ここで予熱した後、加
熱炉３に搬送し、この加熱炉３において例えば
1100℃〜1150℃まで加熱してろう付を行なう。次いで鋼材を炉冷室６に送り、ここで後に急冷
しても熱による変形が小さい変態点以下の温度、
即ち570℃〜720℃程度まで冷却する。そして炉冷
が終つた鋼材を次の冷却室９に導き、この冷却室
９の下方に配した冷却槽１０内の本発明処理剤に
浸漬して急冷する。この後、鋼材を冷却槽１０か
ら引き上げ、冷却室９から取り出し、水洗工程を
経ずにアニオン型電着塗装を行い、焼付後上塗り
塗装して製品とする。尚、上記の如く急冷処理後そのままアニオン電
着塗装して上塗りしても充分耐食性試験に合格す
る製品を得られるが、製品の形状性質から更に耐
食性を要求される場合には、急冷処理後リン酸亜
鉛皮膜等の化成処理を施してから電着塗装、上塗
り塗装を行うようにしても良く、これによれば耐
食性は２倍程度に性能アツプする。又、被処理剤
は無酸化雰囲気中で高熱処理されるため、防錆油
等の油分が完全に除去され、電着塗料への混入も
なく塗料の安定化塗膜品質の向上も図れる。次に上記前処理法の実施例及び比較実験例につ
いて説明する。（実施例１）縮合リン酸ソーダ7.5重量％、還元糖1.5重量
％、クエン酸0.5重量％、フツ化ナトリウム0.5重
量％残り水よりなる処理剤をあらかじめ冷却槽に
調製しておいた。SPCC鋼を２枚ならべ、接合部
に銅ろう材をセツトし分解プロパンガスよりなる
無酸化雰囲気の予備加熱室にて200℃付近まで予
備加熱し、次いで徐々に加熱炉に移行させ1150℃
まで加熱し、ろう材を融解させて接合部に流入さ
せ３分間保持した。次いで700℃まで炉冷後25℃
の処理剤中に浸漬して急冷した。１分後、取り出
したところ表面外観はスケールの発生はなく光沢
のあるテストピースが得られた。更に１分後アニ
オン電着塗装（日本ペイント社製・パワーコート
9000）を250V、３分の条件で行つた。さらに170
℃、30分で焼付したところ表面外観は凝集もなく
良好であつた。上塗り後（溶剤アクリル型）の耐
食性試験でも好成績であつた。（実施例２）実施例１と同一の処理剤を用い、同一の方法に
て炉中ろう付後急冷しさらに１分後取り出したの
ちアニオン電着塗装（関西ペイントエレクロン
7200^K）を行い170℃、30分の条件で焼付したとこ
ろ上塗り後の耐食性試験でも良好であつた。（実ば例３）総合リン酸ソーダ６重量％、還元糖0.8重量
％、グルコン酸0.5重量％、酸性弗化アンモニウ
ム0.3重量％残り水よりなる処理剤を冷却槽中に
調製し、実施例１と同様の手順にて炉中ろう付し
670℃まで炉冷後処理剤中に浸漬して急冷したと
ころ、表面外観はスケールの発生がなく良好なテ
ストピースが得られた。そのまま実施例１と同方
式にて、アニオン電着塗装を行つたが同様に良好
であつた。（実施例４）実施例３と同じ処理剤を用い、620℃で急冷処
理したところ表面外観等良好で尚かつアニオン電
着塗装上塗り後の耐食性試験も好結果であつた。（実施例５）縮合リン酸ソーダ２重量％、還元糖0.7重量
％、グルコン酸0.2重量％、ケイ弗化亜鉛0.2重量
％残り水よりなる水溶液を冷却槽に調製し、炉中
ろう付後690℃にて急冷処理したが、同様に酸化
スケールの発生もなく良好な外観のテストピース
が得られた。取り出し後実施例２と同一方式にて
電着塗装、上塗りを行い、耐食性試験も優秀な結
果が得られた。（比較実験例１）実施例１と同じ処理剤を用い、同様の方法にて
急冷処理し、取り出し後カチオン電着塗装（日本
ペイント社、パワートツプ―Ｕ）を行つたとこ
ろ、テストピース表面に塗料の凝集物がみられた
ばかりでなく、一部塗膜の破壊が確認された。（比較実験例２）リンゴ酸７重量％残り水からなる処理剤にて実
施例１と同様の方法にて炉中ろう付後、700℃で
急冷処理した。表面外観は一部酸化スケールの残
在がみられた。次に、そのままアニオン電着塗装
（日本ペイント社、パワーコート9000）を行つた
が塗料の凝集物が表面に著しく、付着し、外観は
不良であつた。下表は、上記実施例と比較実験例の結果をまと
めたものである。

【表】

【表】この様に本発明による処理剤は、冷却剤及び酸
化スケールの抑制剤として機能する縮合リン酸ソ
ーダを主成分として、更に防錆作用を有する還元
糖や、スケール除去作用を有する有機酸、弗化物
を含有するもので、鋼材の急冷処理に際しての酸
化スケールの発生が抑制除去され、且つ該処理剤
はアニオン電着塗料浴に持ち込まれても塗料の凝
集を生ずることが無く、急冷処理後水洗工程を経
ずにアニオン型電着塗装を施しても、塗料の凝集
や塗膜のはじきの無い耐食性の良好な電着塗膜を
形成出来、工程数を削減して設備費の低廉化と生
産性の向上とを図ることが出来る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の実施に用いる装置の１側の
側面線図である。

Claims

【特許請求の範囲】１縮合リン酸ソーダを2.0〜17.0重量％、還元
糖を0.5〜5.0重量％、有機酸を0.1〜2.2重量％、
弗化物を0.1〜2.2重量％含有する水溶液から成る
鋼材の塗装前処理剤。２無酸化雰囲気中で高熱処理した鋼材を炉冷
し、次いでこれを縮合リン酸ソーダを2.0〜17.0
重量％、還元糖を0.5〜5.0重量％、有機酸を0.1〜
2.2重量％、弗化物を0.1〜2.2重量％含有する水溶
液から成る処理剤によつて急冷した後、水洗工程
を経ずにアニオン型電着塗装を施すようにしたこ
とを特徴とする鋼材の塗装前処理方法。