(57)【要約】【課題】  リン酸鉄化成処理剤を用いた化成処理基材の調製方法において、耐食性に優れた処理基材を提供すること。【解決手段】  鉄を含む金属基材の表面を化成処理して非晶質の被膜を形成する、化成処理基材の調製方法であって、下記工程：酸処理剤を用いて、上記金属基材の酸処理を行う、酸処理工程、および、リン酸鉄化成処理剤を用いて上記金属基材の化成処理を行い、非晶質の被膜を形成する、化成処理工程、を包含し、上記酸処理剤はリン酸イオンを含み、上記酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は３００ｐｐｍ以上１０，０００ｐｐｍ以下であり、上記リン酸鉄化成処理剤は、リン酸イオンおよび促進剤を含む、化成処理基材の調製方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄を含む金属基材の表面を化成処理して非晶質の被膜を形成する、化成処理基材の調製方法であって、下記工程：
酸処理剤を用いて、前記金属基材の酸処理を行う、酸処理工程、および
リン酸鉄化成処理剤を用いて前記金属基材の化成処理を行い、非晶質の被膜を形成する、化成処理工程、
を包含し、
前記酸処理剤はリン酸イオンを含み、前記酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は３００ｐｐｍ以上１０，０００ｐｐｍ以下であり、
前記リン酸鉄化成処理剤は、リン酸イオンおよび促進剤を含む、
化成処理基材の調製方法。
【請求項２】
前記促進剤は、硝酸イオン、塩素酸イオン、亜硝酸イオン、臭素酸イオン、ニトロ基含有化合物、過硫酸イオン、過炭酸、過リン酸、次亜塩素酸、過カルボン酸、亜硫酸イオン、次亜硫酸イオン、過酸化物、鉄（ＩＩＩ）イオン、クエン酸鉄化合物、過塩素酸イオン、塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、アスコルビン酸およびその塩、クエン酸およびその塩、酒石酸およびその塩、マロン酸およびその塩、コハク酸およびその塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ヒドロキシルアミン化合物およびその誘導体からなる群から選択される１種またはそれ以上であり、
前記リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は５，０００ｐｐｍ以上２５，０００ｐｐｍ以下である、
請求項１記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項３】
前記酸処理工程における酸処理剤の温度が４０℃以下であり、前記化成処理工程におけるリン酸鉄化成処理剤の温度が４０℃以上８０℃以下である、請求項１または２記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項４】
前記化成処理工程で形成される非晶質の被膜の量は、０．１〜１．３ｇ／ｍ２である、請求項１〜３いずれかに記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項５】
前記酸処理工程の前に、脱脂工程および水洗工程をさらに行う、請求項１〜４いずれかに記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項６】
前記化成処理基材が、鋼製家具用基材である、請求項１〜５いずれかに記載の化成処理基材の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸鉄化成処理剤を用いた、化成処理基材の調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄などの金属の表面の腐食に対する抵抗を高める方法として、リン酸塩化成処理が広く用いられている。リン酸塩化成処理方法の例として、例えば、リン酸亜鉛化成処理およびリン酸鉄化成処理が挙げられる。リン酸亜鉛化成処理は、金属の表面に結晶質の被膜を形成する処理方法であり、優れた耐食性を付与することができるという利点がある。リン酸鉄化成処理は、金属の表面に、非晶質の被膜を形成する処理方法である。このリン酸鉄化成処理は、用いられる化成処理剤自体が重金属イオンを実質的に含まないため、排水処理が容易であり、環境に対する負荷が低減されているという利点がある。
【０００３】
リン酸鉄化成処理として、例えば特開平９−２２８０６４号公報（特許文献１）には、リン酸イオン、塩素酸イオン、硝酸イオン、及び、臭素酸イオンを主成分とするｐＨ４．５〜５．５であって、更に、ポリスチレンスルホン酸塩を含有する化成処理液で、鉄系基材の表面を処理するリン酸鉄化成処理方法が開示されている。このリン酸鉄化成処理液で処理することによって、鋼板の耐食性を向上させることができると記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２８０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リン酸鉄化成処理によって、鋼板の耐食性を向上させることができる。しかしながら、リン酸鉄化成処理は、鋼板に対する耐食性の向上度合いにばらつきが生じることがあることが判明した。本発明は上記課題を解決するものであり、その目的とするところは、リン酸鉄化成処理剤を用いた化成処理基材の調製方法において、耐食性に優れた処理基材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は下記態様を提供する。
［１］
鉄を含む金属基材の表面を化成処理して非晶質の被膜を形成する、化成処理基材の調製方法であって、下記工程：
酸処理剤を用いて、上記金属基材の酸処理を行う、酸処理工程、および
リン酸鉄化成処理剤を用いて上記金属基材の化成処理を行い、非晶質の被膜を形成する、化成処理工程、
を包含し、
上記酸処理剤はリン酸イオンを含み、上記酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は３００ｐｐｍ以上１０，０００ｐｐｍ以下であり、
上記リン酸鉄化成処理剤は、リン酸イオンおよび促進剤を含む、
化成処理基材の調製方法。
［２］
上記促進剤は、硝酸イオン、塩素酸イオン、亜硝酸イオン、臭素酸イオン、ニトロ基含有化合物、過硫酸イオン、過炭酸、過リン酸、次亜塩素酸、過カルボン酸、亜硫酸イオン、次亜硫酸イオン、過酸化物、鉄（ＩＩＩ）イオン、クエン酸鉄化合物、過塩素酸イオン、塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、アスコルビン酸およびその塩、クエン酸およびその塩、酒石酸およびその塩、マロン酸およびその塩、コハク酸およびその塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ヒドロキシルアミン化合物およびその誘導体からなる群から選択される１種またはそれ以上であり、
上記リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は５，０００ｐｐｍ以上２５，０００ｐｐｍ以下である、
上記化成処理基材の調製方法。
［３］
上記酸処理工程における酸処理剤の温度が４０℃以下であり、上記化成処理工程におけるリン酸鉄化成処理剤の温度が４０℃以上８０℃以下である、上記化成処理基材の調製方法。
［４］
上記化成処理工程で形成される非晶質の被膜の量は、０．１〜１．３ｇ／ｍ２である、上記化成処理基材の調製方法。
［５］
上記酸処理工程の前に、脱脂工程および水洗工程をさらに行う、上記化成処理基材の調製方法。
［６］
上記化成処理基材が、鋼製家具用基材である、上記化成処理基材の調製方法。
【発明の効果】
【０００７】
上記化成処理基材の調製方法によって、リン酸鉄化成処理剤を用いた化成処理において、基材の耐食性能向上の度合いのばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の化成処理工程で得られたリン酸鉄化成処理板の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率１０００倍）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、鉄を含む金属基材の表面を化成処理して非晶質の被膜を形成する、化成処理基材の調製方法を提供する。そして上記方法は、下記工程：
酸処理剤を用いて、金属基材の酸処理を行う、酸処理工程、および
リン酸鉄化成処理剤を用いて金属基材の化成処理を行い、非晶質の被膜を形成する、化成処理工程、
を包含する。以下、上記方法について詳述する。
【００１０】
金属基材
上記基材は、鉄を含む金属基材である。上記金属基材として、例えば、基材の一部または全てが鉄である金属基材、および、基材の一部または全てが鉄合金である金属基材が挙げられる。鉄合金の例として、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｃｅ、Ｃ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｕ、Ｖ、ＷおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素と鉄とを含む合金が挙げられる。
【００１１】
上記金属基材は、上記酸処理工程の前に、必要に応じた前処理が行われていてもよい。酸処理の前の前処理として、例えば、温水洗浄工程、脱脂工程、水洗工程などが挙げられる。これらの工程は組み合わせてもよく、例えば、温水洗浄工程／脱脂工程／水洗工程を順次行ってもよく、脱脂工程／水洗工程を順次行ってもよく、脱脂工程／温水洗浄工程を順次行ってもよい。これらの工程は、当業者に知られた方法により行うことができる。また、上記水洗工程は、１段階水洗工程であってもよく、多段階水洗工程であってもよい。
【００１２】
上記脱脂処理は、基材表面に付着している油分または汚れを除去するために行われるものであり、例えば３０〜５５℃において基材を脱脂処理剤に数分間程度浸漬することなどによって行われる。脱脂工程の具体例として、例えば、アルカリ脱脂工程、アノード電解脱脂工程などが挙げられる。所望により、脱脂処理の前に、予備脱脂処理を行ってもよい。
【００１３】
酸処理工程
上記方法における酸処理工程は、酸処理剤を用いて、金属基材の酸処理を行う工程である。上記方法において、酸処理工程は、リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理工程の前に行われる。上記酸処理剤は、リン酸イオンを含む酸処理剤である。リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理工程の前に酸処理を行うことによって、金属基材の表面がエッチングされ、金属基材の表面の酸化被膜などを除去することができる。
【００１４】
上記酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は３００ｐｐｍ以上１０，０００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度の下限は３５０ｐｐｍであるのがより好ましく、５００ｐｐｍであるのがさらに好ましい。酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度の上限は５，０００ｐｐｍであるのがより好ましく、４，５００ｐｐｍであるのがさらに好ましい。酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度が１０，０００ｐｐｍを超える場合は、リン酸イオンの濃度が高いことにより、基材が酸化され、化成処理性能向上効果を十分に得ることができないおそれがある。またリン酸イオンの濃度が３００ｐｐｍ未満である場合は、金属基材の表面の酸化被膜などを十分に除去することができないおそれがある。
【００１５】
リン酸イオンの供給源として、当分野で通常用いられるリン酸イオン供給源を、特に限定されることなく用いることができる。リン酸イオンの供給源の具体例として、例えば、リン酸（オルトリン酸）、第１リン酸ナトリウム、第１リン酸アンモニウム等のオルトリン酸塩、トリポリリン酸、ピロリン酸等の縮合リン酸、及び、そのナトリウムおよびカリウムが結合した縮合リン酸塩などが挙げられる。
【００１６】
酸処理剤は、上記リン酸イオン以外の成分を必要に応じて含んでもよい。このような成分として、例えば界面活性剤（ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤など）などが挙げられる。
【００１７】
なお、上記酸処理剤は、後述するリン酸鉄化成処理剤に含まれる促進剤を含まないのが好ましい。酸処理剤が促進剤を含まないことによって、酸処理剤の作用を、金属基材の表面のエッチングおよび酸化被膜除去の作用に特化することができる利点がある。
【００１８】
酸処理工程は、浸漬処理方法、スプレー処理方法、電解処理方法等の種々の方法を用いることができ、これらの処理方法は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。酸処理工程における酸処理剤の温度は、特に制御する必要はなく、例えば環境温度（常温）で行うことができる。酸処理剤の温度は、例えば、４０℃以下であるのが好ましく、５℃以上３５℃以下であるのがさらに好ましい。酸処理剤の温度が上記範囲内であることによって、酸処理剤による、金属基材の表面のエッチングおよび酸化被膜除去の作用が良好に発揮される利点がある。
【００１９】
酸処理の時間は、処理方法に応じて適宜選択することができる。例えば処理方法がスプレー処理方法である場合は、処理時間（スプレー時間）は、例えば１０秒以上であるのが好ましく、１０〜９０秒であるのがより好ましく、１５〜６０秒であるのがさらに好ましい。例えば処理方法が浸漬処理方法である場合は、処理時間（浸漬時間）は、例えば１０秒以上であるのが好ましく、１０〜３０秒であるのがより好ましく、１５〜２０秒であるのがさらに好ましい。
【００２０】
リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理工程の前に酸処理を行うことによって、金属基材の表面がエッチングされ、金属基材の表面の酸化被膜などを除去することができる。これにより、金属基材の表面の化学反応性能が活性化されることとなり、その後に用いられるリン酸鉄化成処理剤に対する化成処理性能が向上し、金属基材の表面に形成される非晶質被膜の均一性が向上することとなる。特に、リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理において析出する非晶質被膜の量は、一般に０．１〜１．３ｇ／ｍ２程である。この非晶質被膜の量は、リン酸亜鉛化成処理剤を用いる化成処理において析出する結晶被膜の量（例えば１．５〜３．５ｇ／ｍ２）と比較して少ない。そのため、リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理においては、被膜を均一に析出させることがより重要である。上記方法において、リン酸鉄化成処理剤による化成処理の前に、上記酸処理工程を行うことによって、その後の化成処理で形成される非晶質被膜の均一性を向上させることができる利点がある。
【００２１】
また、上記酸処理工程で用いられる酸処理剤がリン酸を含む酸処理剤であることによって、その後の化成処理工程で用いられるリン酸鉄化成処理剤と成分が類似することとなる。これにより、金属基材に付着した酸処理剤が、その後の化成処理工程において残存した状態であっても悪影響が低減される利点がある。但し上記方法は、酸処理工程と化成処理工程との間に水洗工程を行い、残存する酸処理剤を取り除く態様を排除するものではない。
【００２２】
なお、リン酸塩化成処理方法の１種であるリン酸亜鉛化成処理においては、例えば特開２０００−９６２５６号公報に記載されるように、化成処理の前に表面調製処理が行われる。リン酸亜鉛化成処理剤を用いた化成処理では、リン酸亜鉛の結晶被膜が析出する。そして、化成処理の前に表面調製処理を行うことによって、その後のリン酸亜鉛結晶が析出するための核を予め形成する。これに対して、リン酸鉄化成処理においては非晶質の被膜が形成される。従って、リン酸亜鉛化成処理で必要とされる表面調製処理工程は、リン酸鉄化成処理においては必要がない。
【００２３】
本発明における上記方法は、リン酸鉄化成処理工程の前に酸処理工程を行うことを特徴とする。そしてこの酸処理は、リン酸亜鉛化成処理の前に行われる表面調製処理のような、結晶析出のための核を作る処理ではなく、金属基材の表面のエッチングおよび酸化被膜除去の作用のための処理であるという点において明確に相違する。
【００２４】
化成処理工程
上記方法における化成処理工程は、リン酸鉄化成処理剤を用いて、酸処理後の金属基材の化成処理を行い、非晶質の被膜を形成する工程である。そして上記リン酸鉄化成処理剤は、リン酸イオンおよび促進剤を含む。
【００２５】
上記リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は５，０００ｐｐｍ以上２５，０００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの下限は６，０００ｐｐｍであるのがより好ましく、７，０００ｐｐｍであるのがさらに好ましい。また、リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの上限は、２３，０００ｐｐｍであるのがより好ましい。リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度が上記範囲であることによって、金属基材の表面に非晶質の被膜を良好に形成することができる利点がある。リン酸イオンの供給源として、当分野で通常用いられるリン酸イオン供給源を特に限定されることなく用いることができる。リン酸イオンの供給源の具体例として、上述の成分を用いることができる。
【００２６】
上記リン酸鉄化成処理剤中に含まれる促進剤の具体例として、例えば、
硝酸イオン（例えば、硝酸、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウムなど）；
塩素酸イオン（例えば、塩素酸、塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸アンモニウムなど）；
亜硝酸イオン（例えば、亜硝酸、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸アンモニウムなど）；
臭素酸イオン（例えば、臭素酸、臭素酸ナトリウム、臭素酸カリウム、臭素酸アンモニウムなど）；
ニトロ基含有化合物（例えば、ニトロベンゼンスルホン酸、ニトログアニジン、ｍ−ニトロベンゼンスルホン酸ソーダ、ｍ−ジニトロベンゼン、３−ニトロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、３−ニトロベンゼンスルホン酸グリシジルなど）；
過硫酸イオン（例えば、ペルオキソ一硫酸、Ｎａ２Ｓ２Ｏ８、Ｋ２Ｓ２Ｏ８など）；
過炭酸（例えば、ペルオキソ一炭酸など）；
過リン酸（例えば、ペルオキソ一リン酸など）；
次過塩素酸（例えば、ペルオキソ一過塩素酸など）；
過カルボン酸（例えば、過酢酸、過安息香酸、メタクロロ過安息香酸など）；
亜硫酸イオン（例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモニウムなど）；
次亜硫酸イオン（例えば、次亜硫酸ナトリウム、次亜硫酸カリウム、次亜硫酸アンモニウムなど）；
過酸化物（例えば、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウムなど）；
鉄（ＩＩＩ）イオン（例えば、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄など）；
クエン酸鉄化合物（例えば、クエン酸鉄アンモニウム、クエン酸鉄ナトリウム、クエン酸鉄カリウムなど）；
過塩素酸イオン（例えば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウムなど）；
塩素酸イオン（例えば、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸アンモニウムなど）；
亜塩素酸イオン（例えば、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、亜塩素酸アンモニウムなど）；
アスコルビン酸及びその塩（例えば、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カリウム、アスコルビン酸アンモニウムなど）；
クエン酸及びその塩（例えば、クエン酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウムなど）；
酒石酸及びその塩（例えば、酒石酸、酒石酸アンモニウム、酒石酸カリウム、酒石酸ナトリウムなど）；
マロン酸及びその塩（例えば、マロン酸、マロン酸アンモニウム、マロン酸カリウム、マロン酸ナトリウムなど）；
コハク酸及びその塩（例えば、コハク酸、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、コハク酸アンモニウムなど）；
ポリスチレンスルホン酸塩（例えば、ポリスチレンスルホン酸アンモニウムなど）；
ヒドロキシルアミン化合物およびその誘導体（例えば、硫酸ヒドロキシルアミン、塩酸ヒドロキシルアミンなどのヒドロキシルアミン塩、Ｎ−（２−インダニル）ヒドロキシルアミン、Ｎ−（チオキソメチル）ヒドロキシルアミンなど）；
などが挙げられる。
促進剤として、例えば上記促進剤のうち１種のみを用いてもよく、２種またはそれ以上を併用してもよい。
【００２７】
リン酸鉄化成処理剤中に含まれる促進剤の濃度は、促進剤の種類に応じて適宜選択することができる。促進剤の濃度は、例えば促進剤総量の濃度として１００〜１０，０００ｐｐｍの範囲内であるのが好ましい。
【００２８】
上記促進剤の好ましい具体例の１態様として、塩素酸イオン、硝酸イオンおよび臭素酸イオンを含む態様が挙げられる。
この態様において、リン酸鉄化成処理剤中に含まれる塩素酸イオンの濃度は、１００〜５００ｐｐｍの範囲内であるのが好ましい。
リン酸鉄化成処理剤中に含まれる硝酸イオンの濃度は、１，０００〜５，０００ｐｐｍの範囲内であるのが好ましい。
リン酸鉄化成処理剤中に含まれる臭素酸イオンの濃度は、１００〜８００ｐｐｍの範囲内であるのが好ましい。
【００２９】
リン酸鉄化成処理剤は、比較的高濃度であるリン酸イオンに加えて、促進剤を含むことによって、基材の表面に非晶質の被膜が形成されることとなる。リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理においては、化成処理剤中のリン酸イオンの酸作用によって基材の鉄が溶出し、そして、溶出した鉄イオンとリン酸イオンとが結合してリン酸鉄として副生する。これにより、リン酸鉄を含む非晶質の被膜が基材上に形成される。そして化成処理剤中に上記促進剤が含まれることによって、基材の鉄イオンが溶出し、そして非晶質の被膜の形成が促進されると考えられる。形成される非晶質の被膜は、例えば非晶質リン酸鉄、非晶質四三酸化鉄などであり、より具体的には、γＦｅ２Ｏ３およびＦｅＰＯ４・２Ｈ２Ｏなどを含む複合化合物であると考えられる。
【００３０】
リン酸鉄化成処理剤は、上記リン酸イオンおよび促進剤以外の成分を必要に応じて含んでもよい。このような成分として、例えば、ｐＨ調整剤、界面活性剤、インヒビターなどが挙げられる。上記成分を用いる場合は、１種のみを用いてもよく、２種またはそれ以上を併用してもよい。
【００３１】
ｐＨ調整剤として、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水などの、アルカリｐＨ調整剤などが挙げられる。上記成分を用いる場合は、１種のみを用いてもよく、２種またはそれ以上を併用してもよい。
【００３２】
界面活性剤として、例えば、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤の具体例として、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る。アニオン系界面活性剤の具体例として、例えば、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸エステル塩、アルキルジフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルケニルコハク酸塩などが挙げられる。上記成分を用いる場合は、１種のみを用いてもよく、２種またはそれ以上を併用してもよい。界面活性剤を用いる場合は、上記ノニオン系界面活性剤を用いるのがより好ましく、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを用いるのがさらに好ましい。
【００３３】
インヒビターの具体例として、例えば、カルボン酸系インヒビター、リン酸系インヒビター、アルコール系インヒビター、アミン系インヒビター、メルカプト系インヒビター、スルフォン酸系インヒビター、チオ尿素系インヒビターなどが挙げられる。上記成分を用いる場合は、１種のみを用いてもよく、２種またはそれ以上を併用してもよい。
【００３４】
上記リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理工程は、浸漬処理方法、スプレー処理方法、電解処理方法等の種々の方法を用いることができる。これらの処理方法は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。化成処理工程におけるリン酸鉄化成処理剤の温度は、例えば４０℃以上８０℃以下であるのが好ましく、４０℃以上７０℃以下であるのがさらに好ましい。リン酸鉄化成処理剤の温度が上記範囲内であることによって、リン酸鉄化成処理剤による非晶質の被膜形成が良好に進行する利点がある。
【００３５】
化成処理の時間は、処理方法に応じて適宜選択することができる。例えば処理方法がスプレー処理方法である場合は、処理時間（スプレー時間）は、例えば１０秒以上であるのが好ましく、１０〜３００秒であるのがより好ましく、１５〜１８０秒であるのがさらに好ましい。例えば処理方法が浸漬処理方法である場合は、処理時間（浸漬時間）は、例えば１０秒以上であるのが好ましく、１０〜６００秒であるのがより好ましく、１５〜３００秒であるのがさらに好ましい。
【００３６】
上記化成処理工程で形成される非晶質の被膜の量は、０．１〜１．３ｇ／ｍ２であるのが好ましく、０．２〜０．８ｇ／ｍ２であるのが、薄膜であることにより、より好ましい。上記化成処理基材の調製方法は、酸洗処理によるエッチングおよび酸化膜除去の効果により、形成される非晶質の化成被膜をより均質な量で析出させることができる。これにより、得られる化成処理基材の耐食性能向上の度合いのばらつきを低減することができる。
【００３７】
他の処理など
上記化成処理によって得られた化成処理基材は、必要に応じて水洗処理を行ってよい。水洗処理を行うことによって、その後に必要に応じて行われる各種塗装の密着性そして耐食性等を向上させことができる。水洗処理は、１段階工程であってもよく、多段階工程であってもよい。水洗工程として、スプレー水洗、浸漬水洗、またはこれらの組み合わせなどを行うことができる。水洗処理の後は、必要に応じて、公知の方法に従った乾燥処理を行ってもよい。
【００３８】
上記処理により得られた化成処理基材は、必要に応じて、塗料組成物を塗装してもよい。塗料組成物として、当業者において通常用いられる塗料組成物を、特に限定されることなく用いることができる。塗料組成物の具体例として、例えば、エポキシメラミン塗料組成物、エポキシブロックイソシアネート塗料組成物、ポリエステル塗料組成物、アクリル塗料組成物、フッ素塗料組成物などが挙げられる。塗料組成物の形態は特に限定されることなく、例えば、水性塗料組成物、電着塗料組成物、溶剤型塗料組成物および粉体塗料組成物などが挙げられる。塗料組成物の塗装方法、乾燥方法そして硬化方法等は、塗料組成物の組成および形態に応じて適宜選択することができる。
【００３９】
上記処理により得られた化成処理基材は、例えば、鋼製家具用基材として好適に用いることができる。鋼製家具は、例えば、机、椅子、ロッカー等といった、主として屋内で使用される鋼製家具を意味する。
【実施例】
【００４０】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。実施例中、「部」および「％」は、ことわりのない限り、質量基準による。
【００４１】
調製例１  酸処理剤１の調製
ステンレス製のバットに、水道水（比重１．００とする）を９９８７ｇ（９９８７ｍＬ）入れ、その中に７５％リン酸（比重１．５８）１３．３ｇ（８．４ｍＬ）を徐々に撹拌しながら加えて、リン酸イオン濃度が１０００ｐｐｍである酸処理剤１を調製した。
【００４２】
製造例２〜６  酸処理剤２〜６の調製
下記表に記載のリン酸濃度となるように、７５％リン酸の量を調整したこと以外は、製造例１と同様にして、酸処理剤２〜６を調製した。
【００４３】
実施例１
（脱脂処理）
ＳＰＣＣ鋼板の表面を、サーフクリーナーＥＣ９０（日本ペイント・サーフケミカルズ社製脱脂剤）を用いて、４５℃、１８０秒間スプレー処理を行った。その後、２段階の水洗工程により、表面に残存している脱脂剤の除去を行った。
（酸処理）
上記脱脂鋼板に対して、酸処理剤１を用いて、常温（２０℃）で３０秒間スプレー処理を行った。
（リン酸鉄化成処理）
上記酸洗処理鋼板に対して、サーフプレップ３０１（日本ペイント・サーフケミカルズ(株)製リン酸鉄化成処理剤、リン酸濃度；７５００ｐｐｍ）を用いて、４５℃で１２０秒間スプレー処理を行い、水洗工程を経てリン酸鉄化成処理板（化成処理基材）を得た。
（塗装）
得られた処理板に、ビリューシアＰＬ５１００（日本ペイント・インダストリアルコーティング社製粉体塗料組成物、塗色；ミストグレー）をレシプロ塗装した後、１９０℃で２０分加熱硬化することで塗装膜厚５０μｍの試験板１を得た。
【００４４】
実施例２
酸処理剤１の代わりに酸処理剤２を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順により、リン酸鉄化成処理板を得た。
得られた処理板に、実施例１と同様の手順により塗料組成物を塗装し加熱硬化して、試験板２を得た。
【００４５】
実施例３
酸処理剤１の代わりに酸処理剤３を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順により、リン酸鉄化成処理板を得た。
得られた処理板に、実施例１と同様の手順により塗料組成物を塗装し加熱硬化して、試験板３を得た。
【００４６】
実施例４
酸処理剤１の代わりに酸処理剤４を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順により、リン酸鉄化成処理板を得た。
得られた処理板に、実施例１と同様の手順により塗料組成物を塗装し加熱硬化して、試験板４を得た。
【００４７】
実施例５
（脱脂処理）
ＳＰＣＣ鋼板の表面を、サーフクリーナーＥＣ９０（日本ペイント・サーフケミカルズ社製脱脂剤）を用いて、４５℃、１８０秒間スプレー処理を行った。その後、２段階の水洗工程により、表面に残存している脱脂剤の除去を行った。
（酸処理）
上記脱脂鋼板に対して、酸処理剤１を用いて、常温（２０℃）で、３０秒間スプレー処理を行った。
（リン酸鉄化成処理）
上記酸洗処理鋼板に対して、サーフプレップ５９ＳＮ−４（日本ペイント・サーフケミカルズ社製リン酸鉄化成処理剤、リン酸濃度；２００００ｐｐｍ）を用いて、４５℃で１２０秒間スプレー処理を行い、水洗工程を経てリン酸鉄化成処理板（化成処理基材）を得た。
（塗装）
得られた処理板に、ビリューシアＰＬ５１００（日本ペイント・インダストリアルコーティング社製粉体塗料組成物、塗色；ミストグレー）をレシプロ塗装した後、１９０℃で２０分加熱硬化することで塗装膜厚５０μｍの試験板５を得た。
【００４８】
比較例１
（脱脂処理）
ＳＰＣＣ鋼板の表面を、サーフクリーナーＥＣ９０（日本ペイント・サーフケミカルズ社製脱脂剤）を用いて、４５℃、１８０秒間スプレー処理を行った。その後、３段階の水洗工程により、表面に残存している脱脂剤の除去を行った。
（リン酸鉄化成処理）
上記酸洗処理鋼板に対して、サーフプレップ３０１（日本ペイント・サーフケミカルズ社製リン酸鉄化成処理剤、リン酸濃度；７５００ｐｐｍ）を用いて、４５℃で１２０秒間スプレー処理を行い、水洗工程を経てリン酸鉄化成処理板（化成処理基材）を得た。
（塗装）
得られた処理板に、ビリューシアＰＬ５１００（日本ペイント・インダストリアルコーティング社製粉体塗料組成物、塗色；ミストグレー）を用いて実施例１と同様の手順で塗装し加熱硬化して、試験板６を得た。
【００４９】
比較例２
（脱脂処理）
ＳＰＣＣ鋼板の表面を、サーフクリーナーＥＣ９０（日本ペイント・サーフケミカルズ社製脱脂剤）を用いて、４５℃、１８０秒間スプレー処理を行った。その後、３段階の水洗工程により、表面に残存している脱脂剤の除去を行った。
（リン酸鉄化成処理）
上記酸洗処理鋼板に対して、サーフプレップ５９ＳＮ−４（日本ペイント・サーフケミカルズ社製リン酸鉄化成処理剤、リン酸濃度；２００００ｐｐｍ）を用いて、４５℃で１２０秒間スプレー処理を行い、水洗工程を経てリン酸鉄化成処理板（化成処理基材）を得た。
（塗装）
得られた処理板に、ビリューシアＰＬ５１００（日本ペイント・インダストリアルコーティング社製粉体塗料組成物、塗色；ミストグレー）を用いて実施例１と同様の手順で塗装し加熱硬化して、試験板７を得た。
【００５０】
比較例３
酸処理剤１の代わりに酸処理剤５を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順により、リン酸鉄化成処理板を得た。
得られた処理板に、実施例１と同様の手順により塗料組成物を塗装し加熱硬化して、試験板８を得た。
【００５１】
比較例４
酸処理剤１の代わりに酸処理剤６を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順により、リン酸鉄化成処理板を得た。
得られた処理板に、実施例１と同様の手順により塗料組成物を塗装し加熱硬化して、試験板９を得た。
【００５２】
比較例５
酸処理剤１の代わりに酸処理剤５を用いたこと以外は、実施例５と同様の手順により、リン酸鉄化成処理板を得た。
得られた処理板に、実施例５と同様の手順により塗料組成物を塗装し加熱硬化して、試験板１０を得た。
【００５３】
上記実施例および比較例で得た試験板を用いて、下記評価試験を行った。得られた評価結果を下記表に示す。
【００５４】
碁盤目密着性試験
実施例および比較例で得られた試験板の塗装面に、１ｍｍ角の碁盤目（１０×１０）カットを施した。施された碁盤目に対してセロテープ（登録商標）を貼付け、ＪＩＳ  Ｋ５４００に準拠した碁盤目テープ法に従い、テープの剥離を行い、塗膜残存率を求めた。
【００５５】
耐塩水性試験
実施例および比較例で得られた試験板塗装面にクロスカットを施し、塩水（塩濃度：３質量％）中に室温にて１００時間および２００時間浸漬した。
各浸漬時間経過後、試験板を塩水から取り出して純水で洗浄し、室温に２時間放置した。その後、試験板の塗膜のクロスカット部に生じたハガレ、フクレまたは錆などの異常部の幅を測定した。表中の数値は、クロスカット部に生じたハガレ、フクレまたは錆などの異常部の幅（ｍｍ）を意味する。
この試験では、塩水に２００時間浸漬した後における上記異常部の幅が３ｍｍ以内であるものを合格とする。
【００５６】
【表１】
2019218610.tif 000002
【００５７】
実施例により得られた試験板は、いずれも、密着性および耐食性に優れることが確認された。
比較例１および２は、リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理前に、酸処理を行わない例である。これらの例においては、塩水に２００時間浸漬した後における異常部の幅が３ｍｍを超えており、耐食性が劣ることが確認された。
比較例３および５は、酸処理剤に含まれるリン酸イオンの濃度が３００ｐｐｍ未満である例である。この例においては、塩水に２００時間浸漬した後における異常部の幅が３ｍｍを超えており、耐食性が劣ることが確認された。これらの例では、酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度が低いことにより、金属基材の表面の酸化被膜などを十分に除去することができなかったためと考えられる。
比較例４は、酸処理剤に含まれるリン酸イオンの濃度が１０，０００ｐｐｍ未満である例である。この例においては、塩水に２００時間浸漬した後における異常部の幅が３ｍｍを大幅に超えており、耐食性が劣ることが確認された。この例では、酸処理剤中に含まれるリン酸イオン濃度が高いことにより、酸処理工程において基材が酸化され、これにより、その後の化成処理工程において、十分な量の非晶質被膜を形成することができなかったためと考えられる。
【００５８】
図１は、実施例１の化成処理工程で得られたリン酸鉄化成処理板の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率１０００倍）である。この写真より、上記調製方法においては、非晶質の被膜が十分に析出していることが分かる。
【００５９】
また、実施例１の化成処理工程で得られたリン酸鉄化成処理板に析出した非晶質の被膜の量を測定したところ、０．４ｇ／ｍ２であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
上記化成処理基材の調製方法によって、リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理において、基材の耐食性能向上を確保することができる。上記調製方法によって得られる化成処理基材は、例えば鋼製家具用基材として好適に用いることができる。
【図１】
2019218610.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月19日(2018.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄を含む金属基材の表面を化成処理して非晶質の被膜を形成する、化成処理基材の調製方法であって、下記工程：
酸処理剤を用いて、前記金属基材の酸処理を行う、酸処理工程、および
リン酸鉄化成処理剤を用いて前記金属基材の化成処理を行い、非晶質の被膜を形成する、化成処理工程、
を包含し、
前記酸処理工程は、前記金属基材の表面をエッチングして、金属基材の表面の酸化被膜を除去する工程であり、
前記酸処理剤はリン酸イオンを含み、前記酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は３００ｐｐｍ以上１０，０００ｐｐｍ以下であり、
前記リン酸鉄化成処理剤は、リン酸イオンおよび促進剤を含み、
前記酸処理工程における酸処理剤の温度が４０℃以下であり、前記化成処理工程におけるリン酸鉄化成処理剤の温度が４０℃以上８０℃以下である、
化成処理基材の調製方法。
【請求項２】
前記促進剤は、硝酸イオン、塩素酸イオン、亜硝酸イオン、臭素酸イオン、ニトロ基含有化合物、過硫酸イオン、過炭酸、過リン酸、次亜塩素酸、過カルボン酸、亜硫酸イオン、次亜硫酸イオン、過酸化物、鉄（ＩＩＩ）イオン、クエン酸鉄化合物、過塩素酸イオン、塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、アスコルビン酸およびその塩、クエン酸およびその塩、酒石酸およびその塩、マロン酸およびその塩、コハク酸およびその塩、ポリスチレンスルホン酸塩、ヒドロキシルアミン化合物およびその誘導体からなる群から選択される１種またはそれ以上であり、
前記リン酸鉄化成処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度は５，０００ｐｐｍ以上２５，０００ｐｐｍ以下である、
請求項１記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項３】
前記化成処理工程で形成される非晶質の被膜の量は、０．１〜１．３ｇ／ｍ２である、請求項１または２に記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項４】
前記酸処理工程の前に、脱脂工程および水洗工程をさらに行う、請求項１〜３いずれかに記載の化成処理基材の調製方法。
【請求項５】
前記化成処理基材が、鋼製家具用基材である、請求項１〜４いずれかに記載の化成処理基材の調製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
実施例により得られた試験板は、いずれも、密着性および耐食性に優れることが確認された。
比較例１および２は、リン酸鉄化成処理剤を用いる化成処理前に、酸処理を行わない例である。これらの例においては、塩水に２００時間浸漬した後における異常部の幅が３ｍｍを超えており、耐食性が劣ることが確認された。
比較例３および５は、酸処理剤に含まれるリン酸イオンの濃度が３００ｐｐｍ未満である例である。この例においては、塩水に２００時間浸漬した後における異常部の幅が３ｍｍを超えており、耐食性が劣ることが確認された。これらの例では、酸処理剤中に含まれるリン酸イオンの濃度が低いことにより、金属基材の表面の酸化被膜などを十分に除去することができなかったためと考えられる。
比較例４は、酸処理剤に含まれるリン酸イオンの濃度が１０，０００ｐｐｍを超える例である。この例においては、塩水に２００時間浸漬した後における異常部の幅が３ｍｍを大幅に超えており、耐食性が劣ることが確認された。この例では、酸処理剤中に含まれるリン酸イオン濃度が高いことにより、酸処理工程において基材が酸化され、これにより、その後の化成処理工程において、十分な量の非晶質被膜を形成することができなかったためと考えられる。